FoniefBdditivelbanuacluringwihWelding焊接增材制造专题悸描
焊接增材制造研究新进展
大连理工大学材料科学与工程学院（116024）
潘龙威董红刚
摘要焊接增材制造技术作为一种新的制造技术，近些年来得到了世界各国的重视。简要介绍了金属材料增材制造的特点，重点阐述了近年来国内外采用不同焊接方式进行增材制造的研究，并分析了各种焊接增材制造技术的优缺点。由于目前对于增材制造技术的研究还没有一个详细的、完善的体系，提议建立一个类似“材料基因组计划"的数据库，各研究机构之间共享数据，必定会促进增材制造技术的飞速发展。
关键词：增材制造数据库金属材料激光增材制造GMAW 中图分类号：TG409
0前言
增材制造技术起源于20世纪70年代，因为增材制造技术与传统制造技术不同，一经提出就广泛受到重视，尤其近年来增材制造技术更是得到了广泛关注[]。美国材料试验协会（ASTM)给出的定义是：增材制造是依据三维CAD模型将材料逐层累加连接制作生成物体的过程2。作为一项新型的制造技术，近年来增材制造技术在制造业领域得到了飞速发展。
与传统的“减法”制造相比，增材制造技术是一种通过逐层累加来实现成形的制造技术。它具有以下优点：①成形过程无需原胚和模具。增材制造技术是依据三维CAD数据直接成形的过程，生产过程无需模具。②生产周期短，产品转化速度快。由于增材制造技术实现了从数据模型到产品的直接联系，省去了很多中间制造环节，从而缩短了产品生产周期3]。③节约材料和生产成本。相比于“减法"制造，3D打印所用的原料只有原来的1/3到1/2[4】,增材制造的材料利用率接近100%[3]。④在成形复杂机构件方面有很大优势。由于增材制造技术的自身特点，理论上可以成形任何形状的结构，而且工件结构越复杂，其制造优势越明显“6)。目前增材制造技术已经在航空航天、机械制造、生物医疗、建筑工程、电子工件等各领域都得到了快速的发展。
美国《时代》周刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”。英国《经济学人》杂志更是将其评价为第三次工业革命的重要标志[6)。2013年7月24日美国总统奥巴马发表演讲，要重振美国制造业，而增材制
收稿日期：20160122 万方数据
造技术就是其中的一项重要内容。2013年4月德国在汉诺威工业博览会上提出工业4.0战略，利用3D打印技术实现智能生产，是“工业4.0"的3大主题之一。 2015年5月8日中国提出了实施“中国制造2025”，这是国内未来10年制造业的总体规划，规划中将智能制造作为主攻方向，推进制造过程的智能化。在重点领域试点建设智能工厂，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用。2015年8月23日，国务院总理季克强在主持国务院专题讲座时，就加快发展先进制造与3D打印等间题与专家进行了讨论。由此可见，客个国家对于
发展增材制造技术给予的重视程度。 1金属材料的增材制造
基于不同材料所采用的增材制造工艺也有所差别，例如光固化成形、材料喷射成形、粘结剂喷射成形等技术主要应用在聚合材料上，具体情况见表1。目前常用的金属材料增材制造技术有：()微光工程化净成形（Laserengineerednetshaping，LENS）技术;②激光选区熔化（Selectivelasermelting，SLM）技术；③电子束熔化（Electronbeammelting，EBM）技术。金属材料的增材制造，是在已凝固的基体上添加新的原料，使之熔化凝固，最后形成所需工件的过程，只是选用的热源和原料形状不同，所以从本质来说金属材料增材制造过程就是三维堆焊过程。采用不同热源进行金属材料增材制造的优缺点见表2。
对于金属材料增材制造，目前国内外研究的比较多，发展也较为成熟，主要技术包括激光工程化净成形技术（Laser engineered nel shaping，LENS）、激光选区熔化技术（Selectivelasermelting，SLM）、电子束熔化
2016年第4期27