激光增材制造技術(shù)是一門融合了激光况饥、計算機(jī)軟件渴频、材料桑驱、機(jī)械懂盐、控制等多學(xué)科知識的系統(tǒng)性、綜合性技術(shù)糕档。采用離散化手段逐點(diǎn)或逐層“堆積”成型原理莉恼，依據(jù)產(chǎn)品三維CAD模型，快速“打印”出產(chǎn)品零件速那，徹底改變了傳統(tǒng)金屬零件俐银，特別是高性能難加工、構(gòu)型復(fù)雜等金屬零件的加工模式端仰。

激光增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用是結(jié)構(gòu)和功能性金屬部件的快速制造捶惜，迄今為止發(fā)展比較成熟的工藝有激光熔化沉積技術(shù)和激光選區(qū)熔化技術(shù)。

激光3D打永笊铡（前）及鑄造的（后）空客機(jī)翼支架

依靠自身的技術(shù)特點(diǎn)吱七，激光增材制造技術(shù)在航空航天工業(yè)制造中展現(xiàn)去了無與倫比的優(yōu)越性。美國和歐盟等國家開始大力發(fā)展增材制造社殉，以將其應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域陷龟。2012年8月，美國增材制造創(chuàng)新研究所成立扑认，聯(lián)合了賓夕法尼亞州逻事、俄亥俄州和弗吉尼亞州的14所大學(xué)、40余家企業(yè)犯舆、11家非營利機(jī)構(gòu)和專業(yè)協(xié)會畜溺。歐洲航天局則于2013年10月公布了“驚奇”計劃，該計劃將匯集28家機(jī)構(gòu)來開發(fā)新的金屬零部件盒俏，新部件要比常規(guī)部件更輕蔼说、更堅固仿竣、更廉價敷主，旨在“將增材制造帶入金屬時代”。此外氢觉，美國Boeing公司幸亭、LockheedMartin公司、GE航空發(fā)動機(jī)公司症概、Sandia國家實(shí)驗(yàn)室和LosAlomos國家實(shí)驗(yàn)室蕾额、歐洲EADS公司、英國Rolls-Royce公司彼城、法國SAFRAN公司诅蝶、意大利AVIO公司、加拿大國家研究院募壕、澳大利亞國家科學(xué)研究中心等大型公司和國家研究機(jī)構(gòu)都對增材制造在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用開展了大量研究工作调炬。

我國在金屬材料激光增材制造處于世界先進(jìn)水平语盈，但是仍和歐美等發(fā)達(dá)國家存在一點(diǎn)的差距。西北工業(yè)大學(xué)缰泡、北京航空航天大學(xué)刀荒、南京航空航天大學(xué)等團(tuán)隊針對航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)件高性能、輕量化棘钞、整體化缠借、精密成形技術(shù)的迫切需求，開展了鈦合金宜猜、高溫合金泼返、超高強(qiáng)度鋼和梯度材料激光增材制造工藝研究，突破結(jié)構(gòu)件的輕質(zhì)督巍、高剛度卫道、高強(qiáng)度、整體化成形单旺，應(yīng)力變形與冶金質(zhì)量控制秒勿，成形件組織性能優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。

激光增材制造修復(fù)葉片

隨著激光增材制造技術(shù)的發(fā)展拔怜，其在航空航天制造領(lǐng)域扮演著愈來愈重要的較色吹兴，但是要真正的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還有很長的路要走盏踢。航空航天工業(yè)制造工藝的特殊性對激光增材制造就是提出了更高的要求施揪。

（1）更加深入的機(jī)理研究。激光金屬增材制造的物理赐杏、化學(xué)交某、力學(xué)和材料冶金現(xiàn)象極其復(fù)雜，技術(shù)難度很大散骚，國內(nèi)外對金屬零件激光增材成形內(nèi)部組織形成規(guī)律和內(nèi)部缺陷形成機(jī)理麻诀、零件內(nèi)應(yīng)力演化規(guī)律及變形開裂行為等關(guān)鍵基礎(chǔ)問題缺乏深入的認(rèn)識和研究。

（2）優(yōu)化的工藝保證更高的加工質(zhì)量傲醉。航空航天工業(yè)高工藝要求對激光增材制造技術(shù)提出更大的挑戰(zhàn)蝇闭。需要擴(kuò)大材料體系、突破零件尺寸來擴(kuò)大激光增材技術(shù)的適用范圍硬毕，開發(fā)實(shí)時監(jiān)測反饋系統(tǒng)呻引、優(yōu)化設(shè)備和工藝參數(shù)來提高加工精度及表面質(zhì)量。

（3）質(zhì)量檢測新手段和新的加工標(biāo)準(zhǔn)的建立吐咳。由于激光增材成形零部件往往形狀非常復(fù)雜逻悠，而且在制造的時候是一體式一次制造完成的。因此使用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行檢測和測試而不對部件造成影響是很困難的韭脊，新的檢測手段必然會引起加工標(biāo)準(zhǔn)的變革童谒。

（4）更優(yōu)化的軟件卢厂、數(shù)據(jù)庫支持。增材制造成形路徑的規(guī)劃惠啄、支撐添加以及數(shù)據(jù)庫參數(shù)支持對加工質(zhì)量和成形效率有著決定性的影響慎恒。

（5）激光增材制造技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。將增材制造技術(shù)成形復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)歇盒、直接近凈成形的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)制造技術(shù)高效率庸灶、低成本、高精度韩丸、優(yōu)良的表面質(zhì)量的優(yōu)勢結(jié)合起來窘携，形成最佳的制造策略。

激光增材制造是一個涉及激光查新、機(jī)械杀终、數(shù)控、材料等的多學(xué)科交叉新技術(shù)批先，并且發(fā)展時間很短息聪，相對于鑄、鍛囤胯、焊员研、粉末冶金、機(jī)械加工等傳統(tǒng)的制造技術(shù)而言蚪缚，其技術(shù)成熟度還有顯著差距阶质，需要開展系統(tǒng)深入的基礎(chǔ)研究和工程化研究工作。此外米苹，多團(tuán)隊的精誠合作也是保障增材制造得以進(jìn)一步發(fā)展的基石糕伐，以利于增材制造在航空領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

高速蘸嘶、高機(jī)動性良瞧、長續(xù)航能力、安全高效低成本運(yùn)行等苛刻服役條件對飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計亏较、材料和制造提出了更高要求莺褒。增材制造讓飛行器輕量化掩缓、整體化雪情、長壽命、高可靠性你辣、結(jié)構(gòu)功能一體化以及低成本運(yùn)行成為可能巡通，而航空航天領(lǐng)域則讓增材制造插上了騰飛的翅膀！

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