增材制造技术及其在发动机关键零部件上的应用

杨帆，亓洋洋，刘聪灵，戚莹

（201600 上海市 上海工程技术大学）

0 引言

增材制造技术（Additive Manufacturing,AM）是20 世纪80 年代新兴的一种基于离散堆积原理的加工工艺[1-2]，它打破了传统的“减材制造”“等材制造”的生产方式，是一种无需工装夹具协作、不经机床设备加工的新型制造技术[3]。从基础理论的探讨到涉及关键技术装置的研发，世界各国都在积极努力地推进这种颠覆性的制造技术。随着生产标准的统一、原材料技术的成熟等限制因素的解决，增材制造技术依托于智能技术和基础学科的交叉在汽车行业、航空航天、生物工程等领域得到广泛的拓展，具有巨大的价值和市场潜力[4-5]。

1 增材制造技术

1.1 增材制造技术的流程

增材制造技术是通过CAD 软件对要加工的零部件进行三维建模，根据零部件的各项参数利用切片软件对三维模型进行切片处理，然后利用计算机精准地将每一层进行连接形成层面堆积，快速实现零部件的增材制造。图1 所示为增材制造过程。

图1 增材制造技术的流程图Fig.1 Flow chart of additive manufacturing technology

1.2 增材制造技术产业的发展

全球增材制造技术的产值呈现高速增长的态势，产值从2013 年的30.3 亿美元增长到2019 年的158 亿美元，在短短的6 年时间内，全球增材制造技术的产值增长了近5 倍，其产值发展情况如图2 所示。

图2 全球增材制造技术的产值Fig.2 Global output value of additive manufacturing technology

在全球增材制造发展前期，我国对成形材料的研究、关键技术的创新以及设备的研发均落后于国外，但是自从1988 年清华大学创建激光快速成形中心以来，我国便开始了对增材制造技术的探索，并逐渐生成、完善增材制造的生态链。……