多维度优势凸显，增材制造为传统制造的重要补充
增材制造技术，也称为“3D 打印”技术（Additive Manufacturing，AM），与传统的加工 工业的核心区别主要体现在“增材”——通过在制造过程中不断增加材料实现产品结构的 生产。增材制造技术通过 CAD 设计软件制作出 3D 模型，并转换为增材制造标准化格式的 STL 文件，系统在计算机上将该零件在某一易于加工的方向上分割成多层，最后依靠专门 的打印设备，使用金属粉末、树脂、陶瓷粉末等各种材料，逐层不断累积叠加、堆积、粘 结，最终形成零件整体。这是一种在现代的计算机软件技术、新兴材料技术和高精度的制 造加工技术加持下开发的新型工业加工技术，是各国面向未来的工业制造规划中重要的一 部分。增材制造技术的核心在于增材制造打印机的制造，对材料、设计等也有相应要求。
与传统制造工艺相比，增材制造具有可实现个性化制造、产品制造周期短、可制造复杂的 一体成型零件等特点，但其成本也比较高。增材制造技术的特点有：1）可实现个性化制造： 计算机建模很容易在尺寸、形状、比例上做实时修改，较为方便制作个性化产品；2）产品 制造周期短，制造流程简单：增材制造无需制模过程，直接从 CAD 软件的三维模型数据得 到实体零件，生产周期大大缩短，节约制模成本；3）打印的零件精度高：可以制造复杂几 何结构的部件，实现一体化生产，结构的复杂性不会带来额外的成本；4）制造材料多样性： 增材制造打印系统可以使用不同材料打印；5）可以制造复杂的一体成型零件：形状特殊的 零件使用增材制造技术可以很容易制造；6）材料利用率大幅提高：生产过程中几乎不会产 生材料的浪费，材料利用率达到 90%以上；7）设备成本和材料成本较高：工业级增材制造 设备价格昂贵，在一定程度上限制了增材制造的发展。
金属增材制造技术在多年的发展中形成了多种工艺，按增材形式，主要分为铺放金属粉末 和同步送粉/送丝两种增材制造方式。在航空领域中应用较为广泛的主要有：1）铺粉形式的 金属增材制造技术，包括选择性激光烧结（SLS）、选区激光熔融技术（SLM）、电子束熔 化成形技术（EBM）。2）送粉形式的金属增材制造技术，包括激光熔化沉积技术（LMD）； 3）送丝形式的金属增材制造技术，包括：电子束自由成形制造技术（EBF）、电弧增材制 造技术（WAAM），以及其他高能热源或复合热源的快速成形技术等。
SLM、WAAM 与冷喷涂技术产业化成果较好
选择性激光烧结（SLS）
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）：工作原理是将零件的三维实体模型 按照一定的厚度进行分层，由计算机控制高能激光束逐层的扫描烧结摊铺在工作腔表面的 粉末，从而固结成致密件。SLS 技术制造金属部件时，可分为间接法（聚合物覆膜金属粉 末）和直接法（直接金属粉末烧结法，DMLS）。烧结件的质量取决于烧结工艺的优化。 SLS 技术具有可直接制造复杂结构金属制品并且制作时间短，使用材料广泛，价格低廉， 材料利用率高，制造工艺比较简单，可以实现设计制造一体化，应用面广等优点。此外， 该工艺无需设计支撑结构，未烧结的粉末直接支撑成形过程中的悬空部分，成形精度平均 可达 0.05~2.5mm，可以实现一定批量的个性化定制。但 SLS 工艺也存在很多不足：原材 料和设备成本都很高；零件内部疏松多孔，表面粗糙度较大，机械性能不足；零件质量容 易受到粉末的影响；成形时消耗大量的能量，需要比较复杂的辅助工艺；零件的最大尺寸 受到限制。
选择性激光熔融成形（SLM）
选择性激光熔融成形（Selective Laser Melting，SLM）：也属于粉末床熔融技术的一种， 是在 SLS 基础上发展起来的金属增材制造技术。SLM 的基本原理是利用计算机三维建模软 件（UG、Pro/E 等）设计出零件实体模型，然后用切片软件将三维模型切片分层，得到一 系列截面的轮廓数据，输入合适的工艺参数，由轮廓数据设计出激光扫描路径，计算机控 制系统将按照设计好的路径控制激光束逐层熔化金属粉末，层层堆积形成实体金属零件。 SLM 的成型原理与 SLS 极为相似，不同点在于 SLM 的激光温度较高，会在成型过程中完 全熔化所有金属粉末。因此 SLM 整个打印过程需要在惰性气体保护的腔体中进行，以避免 金属发生氧化。这给 SLM 带了更好的成型性能，相比 SLS 制造的金属零件的致密度更高， 力学性能更好，尺寸精度更高、表面粗糙度也更高，这也是 SLM 应用相比 SLS 更为广泛 的原因。但同时，正是由于热影响的作用，打印悬空结构时，最好设计有支撑结构。因此， 导致 SLM 工艺参数复杂、制造速度偏低，尤其是面对需要大量支撑结构的复杂零件，SLM 的打印成本、时长会明显提高。
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