第34卷第9期 2015年9月
特约评述
中国材料进展 MATERIALSCHINA
Vol. 34No.9 Sep.2015
应用于航空领域的金属高性能增材制造技术
林鑫，黄卫东
（西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072）
摘要：金属高性能增材制造技术主要包含以激光立体成形技术为代表的同步送粉（送丝）高能束（激光、电子束、电弧等）熔覆技术和以选区激光熔化技术为代表的粉末床成形技术两个技术方向，可以实现复杂金属构件的无模具、快速、自由实体近净成形，同时确保成形构件的力学性能优于铸件，接近、基至与锻件相当。这使得金属高性能增材制造技术成为了航空高性能复杂构件制造的重要技术途径，也为提升先进飞机和航空发动机结构的设计效能，实现功能优先的优化设计创造了重要条件。评述了金属增材制造技术的技术特征及其典型成形件的力学性能，并对目前国内外金属增材制造技术在航空领域的应用现状进行了较为全面的分析，探讨了金属增材制造在航空领域应用所存在的间题，并指出了日前航空领域应用金属增材制造所具有的主要效益。
关键词：增材制造；航空；金属；高性能
中图分类号：0532.1
文献标识码：A
文章编号：16743962(2015)09-068405
High Performance Metal Additive Manufacturing Technology
Applied in Aviation Field
LINXin,HUANGWeidong
(State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestem Polytechnical University, Xi' an 710072, China)
Abstract: High performance metal additive manufacturing( MAM) technology mainly includes the high energy beam( laser, electron beam, are, etc. ) cladding/melting methods with the synchronous powder or wire feeding, in which laser solid forming is as the representative, and powder bed fusion methods with laser or electron, in which selective laser melt-ing is as the representative. Through metal additive manufacturing, the complex structural parts can be free-form near-net shaped rapidly without using the mold, meantime, the mechanical properties of the MAMed parts are superior to those of the cast, near, even equivalent to those of the wrought. These make MAM technology not only become an important manu-facturing approach for high performance complex aviation component, but also be able to enhance the design effectiveness of advanced aireraft and aero engine, and realize the optimized design of aviation structural part based on the functional priority, In present work, the technical characteristics of typical MAM technology and the mechanical properties of typical MAMed parts were reviewed, and the current applications of MAM technology on the aviation field were analyzed, the problems for the applications of MAM technology on the aviation field were also discussed, finally, the major benefits for
the applications of MAM technology on the aviation field were pointed out. Key words: additive manufacturing: aviation; metallic; high performance
1前言
先进飞机的设计、材料与制造技术对于国防工业的收稿日期：201507-15
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51323008，51105311，
51271213）；科技部973计划项目（2011CB610402）；科技部863项目（2013AA031103）；高等学校博士学科点专项科研基金项目（20116102110016）；中国高等学校学科创新引智计划项目（08040）
第一作者：林鑫，男，1973年生，教授，博士生导师，Email：
xlin@ nwpu. edu. cn
DOI; 10. 7502/j. issn. 1674 3962. 2015. 09. 06
发展起着关键性的作用，先进的航空制造技术是体现一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一。
随着航空科技的迅速发展，面对不断提高的国防建设要求，新一代飞机必须满足超高速、高空、长航时、超远航程的需求。为了提高飞机的可靠性，先进飞机和发动机越来越多地增加钛合金、高温合金、高强铝合金和超高强度钢等高强度合金的用量，且结构越来越复杂、加工精度要求越来越高，对制造工艺提出了更高的要求。需要指出的是，通常高强度合金的热加工和机械加工都很困难，飞机及航空发动机中复杂高强度合金构件用量