激光快速成型（3D打印）应用技术

技术原理：钛合金结构件激光快速成形技术，是以钛合金粉末为原料，通过激光熔化/快速凝固逐层沉积“生长制造”，由零件CAD模型一步完成全致密、高性能钛合金结构件的。传统工艺制造属于“雕刻”，做“减法”，铸锭－制胚－模具－模锻，材料利用率只有7%；增材制造，属于“塑造”，是做“加法”，材料利用率80%以上。激光打印出的零件，超过或者等同于锻件的性能，抗疲劳强度，比锻件高32-53%，疲劳裂纹扩散速率降低一个数量级，常规性能和锻件差不多，但高温、持久、抗疲劳性能比锻件好很多。这种加工方法，不能包打天下，适合难加工的、高性能的、贵的、别的方法做不出来的零件，优势是成本、周期、性能，这个方面我们走到了美国人前面。该技术是一种“变革性”的数字化、先进“近净成形”技术,为大型钛合金结构件的低成本、短周期、近净成形制造提供了一条新的技术途径,在先进战机、大型飞机、高推重比航空发动机、重型燃气轮机等重大工业装备的研制生产中具有重要的应用前景。增材制造，可以说是第三次工业革命。激光快速成形过程中零件变形开裂预防、内部质量(内部缺陷、晶粒及显微组织等)及力学性能控制、工程化成套装备与过程控制、应用技术标准等是制约飞机大型整体钛合金结构件激光快速技术走向工程应用的关键技术难题。金属3D打印所有人都是一样的思路，金属粉末输送，激光烧结成型。但是金属粉末到底颗粒多大，30微米还是50微米，激光到底怎么加，功率多大，什么波长，是持续还是用连续脉冲，脉冲给多长，烧结到多少温度，之后怎么降温，这些才是技术重点，肯定也是无数次实验才得到的结果。至于大功率激光器，那完全就是一通用工具而已。将来增材制造的普及的确会带来巨大的便捷。只要有一台3D打印机，懂得编程的自己DIY，不懂编程的网上搜一下文件，就可以在家里制造出各种形状摆件、用品，满足不同的个性化需求，对家庭日用品制造业将产生一定的冲击。但王华明在讲座中说过，增材制造不能包打天下，适合难加工的、高性能的、贵的、别的方法做不出来的零件，优势是成本、周期、性能，对于一般制造业来说，传统制造的优势依然明显，一套模具开发起来虽然费时费力，不过一旦大规模生产，其效率远非增材制造可比，而且费用也比增材制造大大降低。