增材制造考研方向

3月6日-3月9日收录的考研调剂信息：1、2020级硕士研究生 · 华北理工大学2、环境/化工专业学硕调剂生 · 佛山科学技术学院3、2020年有机化学研究生 · 南宁师范大学4、2020届研究生 · 上海硅酸盐研究所5、材料、化学、化工调剂研究生 · 青岛大学6、有机化学或高分子化学方向博士生(免试) · 福州大学7、冶金、材料相近专业调剂研究生 · 武汉科技大学8、2020年硕士调剂生 · 南京林业大学9、2020年硕士研究生接受调剂 · 西安科技大学10、化学工程工程硕士调剂 · 北京石油化工大学11、2020年硕士招生 · 昆明理工大学12、材料、化工等调剂考生 · 海南大学13、2020年调剂学生 · 华南师范大学14、2020届化学、化工、材料类调剂研究生 · 辽宁石油化工大学15、物理、材料专业学硕调剂生 · 北京邮电大学16、2020年调剂生 · 天津科技大学17、调剂研究生 · 苏州科技大学18、硕士研究生及调剂生 · 天津理工大学19、博士研究生和联合培养研究生 · 西湖大学20、材料科学与工程（高分子）相关专业调剂生 · 吉林建筑大学21、硕士调剂生 · 华中农业大学22、化学专业调剂生 · 江苏师范大学23、材料 化学 生物及相关专业调剂研究生 · 海南大学24、生物材料/传感/医电等方向硕士生若干名 · 湖南工大生物医用纳米材料与器件湖南省重点实验室25、硕士研究生预调剂 · 中国科学院新疆理化技术所26、化学化工、材料类2020年调剂生 · 齐鲁工业大学27、博士研究生/博士后 · 昆明理工大学28、制药工程、药学、化工相近专业调剂生 · 上海应用技术大学29、化学化工专业硕士研究生 · 江苏大学30、（激光加工与增材制造方向）硕士研究生调剂 · 上海工程技术大学31、高分子材料相关的考生调剂 · 上海工程技术大学32、化工类、高分子材料调剂研究生 · 大连工大33、有机化学专业调剂生 · 陕西师范大学34、2020年化学类研究生 · 温州大学35、2020年调剂硕士研究生 · 中国地质大学36、2021年博士研究生 · 同济大学37、化学材料物理专业调剂研究生 · 中国科学院大学38、2020年硕士研究生招生 · 内蒙古科技大学3月4日-3月5日收录的考研调剂信息：1、材料学及相关专业2020调剂生 · 内蒙古金属材料研究所2、应用化学专业、材料学专业调剂生 · 西安近代化学研究所3、物理电子2020年调剂生 · 黑龙江大学4、高分子材料、轻工科学与技术专业研究生调剂 · 北京工商大学5、2020年材料学调剂生 · 山东非金属材料研究所6、应用化学（学硕）、化学工程（专硕）调剂研究生 · 南昌航空大学7、2020年调剂生 · 昆明理工大学8、有机化学、药物化学方向硕士调剂生 · 中南民族大学9、有机合成化学类调剂研究生 · 安徽农业大学10、高分子材料研究生 · 海南大学11、2020年材料化学类硕士调剂生 · 齐鲁工业大学12、工科类的数学2加四大化学之一的2020调剂生 · 青岛科大13、（需考数二）化学或材料等方向调剂生 · 南京林业大学14、2020年材料调剂生 · 上海工程技术大学15、材料类学硕+专硕调剂生 · 重庆科技学院16、2020年调剂生 · 佛山科学技术学院3月3日收录的考研调剂信息：1、化学工程与技术（学硕）、材料工程（专硕）、化学工程（专硕）调剂生 · 西南科技大学2、2020调剂研究生 · 苏州科技大学3、2020年调剂生 · 五邑大学4、2020化学专业调剂 · 上海师范大学5、2020化工类研究生 · 东北石油大学6、无机化学调剂研究生 · 长春工业大学7、2020调剂生 · 太原理工大学8、2020年材料相关专业调剂生 · 五邑大学9、山东大学控制科学与工程学院考研招生3-4人 · 山东大学10、2020化学类调剂研究生 · 湖北大学3月2日收录的考研调剂信息：1、湖北大学化学化工学院刘悦进导师接收2020调剂研究生2、天津科技大学化工与材料学院工业结晶与颗粒过程研究室招收调剂生3、长春工业大学招收有机化学/高分子化学调剂生及复旦大学联合培养调剂生4、内蒙古科技大学“电磁冶金与材料新技术团队”2020年招收硕士研究生调剂生5、浙江理工大学刘爱萍教授课题组接收物理、材料类研究生2020调剂6、广西大学轻工与食品学院2020招收材料等背景调剂生7、东华理工大学青千团队李福生教授招收博士、博士后8、安徽工业大学现代表界面工程研究中心接受2020调剂研究生9、齐鲁工业大学孟宪赓教授课题组招收2020年材料化学类硕士调剂生10、江苏师范大学-化学与材料科学学院-招收2020调剂生11、天津科技大学化工与材料学院 李征征老师招收调剂生2月29日-3月1日收录的考研调剂信息：1、哈理工大学材料学院李老师课题组招收2020调剂生2、上海应用技术大学材料科学与工程学院徐家跃教授课题组接受调剂生3、北京邮电大学物理学材料科学与工程专业招收2020调剂生4、2020湖北工业大学招收工科硕士调剂生5、江苏师范大学化学与材料科学学院招收2020调剂硕士生6、天津科技大学化工学院教育部创新团队招收2020级硕士研究生2月28日收录的考研调剂信息：1、西南科技大学碳基功能薄膜材料研究团队招收2020硕士研究生（调剂）2、上海师范大学化学与材料科学学院招收2020有机光电材料方向调剂生3、哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院复合材料研究所诚招2020级硕士研究生4、上海工程技术大学化学化工学院刘锡建、赵琳静、陆杰老师接收2020调剂生5、COMENIUS大学招收2020年-环境/无机/材料/光化学方向博士生6、中国科学院长春应用化学研究所-于聪研究员课题组-接收调剂研究生6、烟台大学-材料/化工类-招收2020调剂生7、西安建筑科技大学张聪惠教授团队招收2020调剂研究生7、长春工业大学张龙教授课题组：欢迎2020工科学硕全日制化工相关学生调剂8、青岛大学-物理科学学院-电光功能材料课题组--2020调剂招生9、北京有色金属研究总院智能传感功能材料国家重点实验室22020招收调剂10、中国地质大学（北京）材料学院郝向阳课题组2020招收调剂生2月26日-2月27日收录的考研调剂信息：1、华侨大学生物催化与生物分离课题组-张光亚教授2020接受生物化工类硕士生调剂2、西安工程大学环境与化学工程学院接受硕士调剂3、天津科技大学超分子与聚合物材料团队欢迎同学加入4、重庆科技学院电子智能材料研究所招收物理类、材料类、化学、化工类调剂考生5、南京工业大学先进材料研究院接收研究生2020考研调剂6、2020西南石油大学接收调剂生7、国家海洋环境监测中心—上海海洋大学（1+2）联合培养硕士研究生2020调剂8、天津理工大学化学化工学院孟老师课题组招调剂生9、上海师范大学肖海波老师课题组招生有机化学相关专业调剂生10、西南科技大学碳基功能薄膜材料研究团队招收2020硕士研究生（调剂）11、佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院2020年调剂12、中北大学材料科学与工程学科接收2020调剂生多名13、湖北大学化学化工学院杰青团队接受2020硕士调剂14、军事医学研究院毒物药物研究所徐亮课题组拟接受2020年硕士研究生调剂15、石家庄铁道大学吴湘锋、王惠课题组招收2020年硕士生16、陕科大招收环境/化工/冶金/材料相关方向2020硕士研究生1-2人17、东北电力大学化学工程学院杨淼森课题组招收化学相关专业2020调剂硕士研究生18、2020年太原理工大学黄小勇教授课题组接受考研调剂生19、大连工业大学招收材料类2020调剂20、湖南科技大学高性能轻合金制造与先进加工技术团队招收调剂研究生21、中国地质大学（北京）接收2020届材料类硕士研究生22、青岛大学王兵兵老师招收2020硕士研究生23、湖北大学化学化工学院国家杰青曾明华教授课题组招生2020博士、硕士研究生调剂2月25日收录的考研调剂信息：1、青岛科技大学郭老师课题组招收2020年化学化工相关专业硕士调剂生2、湖北大学化学化工学院招收硕士、博士研究生3、山东科技大学材料学院接收调剂研究生4、江苏大学 环境与安全工程学院 新型生物基及纤维素复合材料方向招收硕士/接受2020调剂5、国家纳米科学中心刘新风课题组招收2020考研调剂生6、江苏大学能动学院招收动力工程及工程热物理相关专业2020研究生7、长春工业大学化学工程学院张龙教授课题组诚邀2020考研调剂生加入8、中科院海西研究院（福建物质结构研究所）2020年与高校联合招收硕士生9、济南大学化学化工学院接收2020调剂研究生（专硕）10、南方科技大学叶怀宇课题组招收硕士博士研究生11、太原理工大学廖霖老师课题组招收2020无机非金属材料及隧道与地下工程方向研究生12、2020年青岛大学环境科学与工程学院“环境功能材料团队”研究生调剂信息2月24日收录的考研调剂信息：1、2020上海应用技术大学贾润萍课题组招收调剂生3-4名2、西南科技大学国防科技学院招收202调剂生3、北京化工大学李韦伟教授课题组招收2020材料科学与工程调剂硕士研究生4、东北农业大学诚招环境科学、化学、微生物学等方向2020硕士研究生5、南昌航空大学环境与化学工程学院双一流学科招收2020硕士研究生调剂6、大连工业大学郭静教授团队材料科学与工程（高分子）招收考研2020调剂生7、西南科技大学先进能源材料研究团队招收2020硕士研究生(调剂)8、大连交通大学材料科学与工程学院接受2020年硕士研究生调剂9、景德镇陶瓷大学冯果副教授招收2020材料/化工调剂生10、上海电力大学数理学院2020年硕士研究生招生调剂11、2020年佛山科学技术学院机电工程学院硕士研究生预调剂12、中科院生态环境研究中心招聘联合培养研究生2月23日收录的考研调剂信息：1、青岛大学材料科学与工程学院张克伟教授招收2020考研调剂生2、江苏大学朱文帅教授团队招收化学，化工，材料与化工相关专业2020调剂生3、齐鲁工业大学(山东省科学院)材料学院功能材料课题组招收2020年调剂研究生4、中国科学院上海硅酸盐研究所2020年招收联培生5、中国矿业大学（北京）2020年招收调剂生6、北京有色金属研究总院2020年招收调剂生7、湖北大学单长胜课题组招收2020年调剂生8、哈尔滨工程大学动能学院可再生能源研究团队招收考研调剂9、辽宁科技大学冶金质能优化与新技术团队招收冶金专业研究生10、哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院轻质功能材料研究团队接收2020调剂生11、江苏师范大学化学与材料科学学院曹昌盛史延慧课题组招收调剂研究生12、北京化工大学材料学院张瑛洧老师课题组招收2020年考研调剂生13、山东大学微电子学院招收低维功能材料与器件方向研究生14、中北大学招收2020年考研调剂生15、内蒙古先进陶瓷材料与器件重点实验室招收2020年考研调剂16、天津理工大学材料学院陈老师招收2020年调剂硕士研究生17、安徽工业大学王雪松课题组招收2020年考研调剂生18、燕山大学王青峰教授先进金材与加工课题组招收2020年调剂生19、南京工业大学招生2020调剂研究生20、厦大化院信息材料与工业智能实验室预招收调剂研究生21、辽宁石油化工大学无机合成及制备化学课题组招收硕士生调剂22、燕山大学环化学院侯莉老师课题组招收2020级硕士研究生23、长春工业大学光功能聚合物材料课题组招收化工、环境类硕士研究生5名24、青岛大学杂化材料研究院硕士招生25、哈工程光子材料课题组接收2020光学工程调剂研究生26、燕山大学邹老师课题组招收2020级硕士研究生27、大连工业大学招材料类硕士调剂28、哈尔滨工程大学动能学院可再生能源研究团队招收考研调剂

西北工业大学材料加工工程考研成功经验分享西工大390分上岸，先简要介绍一下我的情况，本科院校为西安一所211，本科专业为材料成型及控制工程，2019年考研成绩如下：总成绩390分，英语二79分、思想政治理论62分、数学二117分、材料科学基础132分，报考西北工业大学材料加工工程专硕，复试后顺利进入了3D打印组。为什么报考西北工业大学？因为西北工业大学材料学科在全国排名前五，并且该学校并不歧视本科出身，只关注初试成绩及复试表现，复试分数线相对较低，只要进入复试大概率可以被录取，2020年复试录取比为学硕1：1.15、专硕1:1.05，今年一共录取了403人（不包括保研）。而且近几年出现了专硕扩招，分数线下降的趋势，2019年专硕录取线为330分，2020年专硕录取分为300，总而言之是努力一把就可以考上的985名校，在业界评价也很高。增材制造也就是近几年大热的3D打印是材料学院比较热门的报考方向，同样凝固作为西工大的王牌专业实力也很强；碳碳组有院士加成科研项目丰富，也是不错的选择方向。初试复习经验：写在开头：毫无效率的假装学习就是自欺欺人！数学学习要贯穿始终。在暑假阶段七点起床，上午看数学，高数看汤家凤基础强化视频，同时做他的高数配套讲义和习题。线代必看李永乐，买配套线代讲义。建议看了视频课就做相应的习题。第一阶段暑期基本上可以看数学基础课，一多半强化课。第二阶段就是九、十月份，数学总结基础课，完成强化阶段并继续按部就班看视频做习题册；数学听完强化开始做真题两天一套，前一天上午做，第二天上午总结改错复习相应知识点；数学做两至三遍真题，不会的看强化笔记和视频，基本做完一遍真题就差不多有型了，不慌了。接着就是十二月份强化阶段，在这个阶段完成数学真题做三遍及总结，建议第一遍从2005年开始，第二遍第三遍从2010年开始，错题标出并整理。中间穿插看完汤家凤的强化冲刺押题视频。做完真题后可以买张宇的最后四套卷做一下，押中的可能性很小，但是他的题偏难，可以提前感受一下考场氛围。真题已经做完三遍并且总结好了的基础上可以买汤家凤的题，汤家凤的押题和真题很相似，可以买来练练手，保持做题的手感。在考试之前一定要每天都做题，保证做题思维的连贯性。专业课复习要注重基础。暑期先看王永欣老师的视频课，暑期可以看百分之七八十，边看边做笔记，（可1.5倍速播放）。九十月份专业课看两遍后开始做真题并总结改错，在改错的基础上每晚背诵错题及笔记本知识点，错题在笔记本上分类标出，如定义类题目、原因类题目用不同颜色或者符号作标记。专业课的话需要背很多知识，投机取巧靠押题也是完全行不通的，西工大的专业课考的很细很细，所以王永欣老师讲的课所有笔记都必须背下来，不是说完完全全一字不差的背，而是每一个知识点必须都清楚，类似考点必须自己能联系到一起，对比着记忆。在冲刺阶段还需要买材料人出版的复习资料，里面总结了各章重难点并且有真题预测，2020年就押中两道大题。英语复习要把握真题。暑假期间要背单词以及看何凯文词汇长难句阅读解析课。单词可以用扇贝，或者乱序核心词汇（核心词汇这个考研班里课程会有总结，或者自己总结在真题中频繁出现的词语）。暑期打好基础，在九十月份就可以开始真题。英语考试的关键就是真题，真题套路研究好了一切都好说。一定要重视阅读、写作，完形可最后处理。阅读要注意段首段尾找主题，情感类的词表达作者态度，还有转折词，总结句等都会包含题目信息。英语作文推荐道长王江涛的作文书，虽然很多人用，但是真正做到一背一写一模仿的人很少。完形要找一下前后的连贯，它的思路是有点绕的，多做几遍你就能理解出题人的想法。英语开始每天两篇阅读真题，精读总结改错（英二考生可从近十年的英一真题开始做），精准定位题眼。英语真题阅读每天两篇做完一遍后开始一周抽一下午做一整套，然后整周总结；英语的话做完真题好好分析完，知道出题人的套路知道在哪找答案其实很简单，考前要看何凯文作文预测，学会改编套用模板。思想政治理论复习要一鼓作气。暑期可以看视频刷肖秀荣1000题，视频建议直接从强化开始看，推荐徐涛视频课，配套相应习题或者直接买肖秀荣1000题；政治刷完一千题之后总结并刷第二遍，边刷边记忆，知识点在错题旁边标出便于以后翻阅。政治大家水平都差不多，马哲部分要理解透彻，要做1000题保证扎实的基础，冲刺阶段做肖秀荣4套卷8套卷、徐涛押题卷等。大题的话首先要背诵肖秀荣4套卷，其次再考虑徐涛或其他老师的大题卷。每晚学习结束前要复习今天的知识，心里有大概框架，便于第二天的学习。时间建议上午数学、下午政治英语、晚上专业课，也可以自行安排，保证暑期一天八至十小时学习时间，强化冲刺阶段十至十二小时学习时间。冲刺阶段要适当调整作息，可以早上多睡一会儿保证一天清醒，一定要调整好状态，保证高效学习时间。可以隔一小时两小时起来走一走或者适当玩会儿手机，其余时间不用我多说你们也知道，一定要放下手机!这样复习下来就很扎实了，无论考哪个学校数学英语政治都不会差。复试：主要有笔试和面试两部分。笔试可以选六个方向其中之一，历年笔试真题基本上每年会有三到四个题目是往届原题，占题目的一半以上。背诵复试册子内容即可；面试分为英文自我介绍，简单的英文问答（包括生活类问题和专业课问题，听不懂可以请求老师再说一遍）以及专业课问答。面试前要看官网具体要求是否带成绩单和简历。英文自我介绍需要明确本科毕业学校、本科专业全称、拿手的专业课、本科毕设题目及内容。其余就是普通的问题家庭成员、家乡、爱好、为什么要报考这个学校、为什么要读研等等。专业课问答需要准备：成绩单中考差的科目原因、本学科最基础的课本知识（比如在西工大面试就会问材料应力应变曲线、晶格、晶体与非晶体区别）、大学学了什么。重点还是要准备专业课基础知识，不会的不要硬答，要保持谦虚的态度跟老师说面试结束后会去学习相关知识。写在最后的话：经过基础强化及冲刺的全套复习，相信大家已经准备的很好了，下面我简单的说一下考场注意点。考前一天去宾馆，下午就背背肖四肖八就好了，背一背保持思路就可以，也不用带很多东西，毕竟第一科是政治，小题就靠1000题和各种押题卷的选择就OK，大题的话题干其实有很多提示，完全可以顺滑的写下来，务必要字迹工整，一道题最起码写半面，必须分点答，背肖秀荣的时候就有意识的把点分好，字写不直的大概画点直线，务必写直保持卷面整洁。中午回去看看作文，背一背开头结尾，一般会提前发卷子，发下来就看作文提前构思一下，开考之后先写作文，然后阅读，最后做完型。做阅读可能会有点紧张，掐好时间，先看问题再找答案，紧张的时候就想答案分布的位置，找这些位置就行了。完型尽量读懂，没时间的话可以全选B （关于全选B是否不给分存疑，按最新要求来）。第一天考完你会觉得很轻松，鉴于第二天要考数学，晚上回去背一背数学公式，拉格朗日展开式，翻一翻老错的题思路，然后专业课再把平时没记熟的背一背就好好睡觉。考数学的时候一定不要和别人比速度，咱们稳稳的算，草稿纸不够了问老师要。专业课的话一定要从是什么写起，为什么怎么做这两个就根据题目要求来写。考研从来不会亏待扎扎实实复习的人。数学是重头戏。效率第一，禁止自我感动。做到这三句话就一定会考上理想的学校，考研的技巧很多，专业课更是有套路可寻，说到底考研就是一场信息战，这也就是为什么需要看各种前人经验的原因。预祝大家顺利上岸！（本文来源新祥旭考研原创文章，未经允许，不可转载！）

本文全网版权保护，违规转载洗稿必究！文｜冷丝栏目｜丝说考研每年考研初试刚过，部分高校就会通过各种渠道放出调剂的信息，它们为什么这么早就公布研究生调剂信息？考研党又该如何处理这些调剂信息呢？其一，哪些学校和哪些专业已经放出了考研调剂信息？包括一些实力很强的名校也公开了考研调剂信息，部分信息值得考研学子重点关注。哈尔滨工程大学比较著名的高校相关调剂信息有这些：山东大学的电子科学与技术接受调剂研究生；华中师范大学的电子与通信工程、计算机科学（技术）招生接受调剂研究生；北京工业大学激光工程研究院"3D打印中心"招收调剂研究生，课题研究方向为金属3D打印，即金属增材制造；哈尔滨工程大学的动力装置电控技术研究所招收调剂研究生，招生专业是轮机工程，热能与动力工程等动力机械类以及船舶类相关；河北大学物理学院等离子体物理专业接收物理类调剂生，主要研究方向有等离子体中的非线性过程、等离子体光谱、低温等离子体技术及应用等。河北大学其他一些热门的高校也公布了考研调剂信息：天津工业大学有气体膜分离研究发现接受调剂；上海电力大学的电气工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、信息与通信工程、工程专硕和物理学，上海电力大学招生量还比较大，接受调剂的数量也非常大；西南科技大学的环境科学专业接受调剂；中北大学的化学工程专业接受调剂。其二，为什么这么早就提前放出考研调剂的信息？考研调剂其实就类似于高考招生中的招不满所采取的“征集志愿”办法，即报考的人数少，该专业没办法招到满足条件的考生，无奈之下只能采用调剂的方式。华中师范大学这么早就放出考研调剂的信息，目的很简单，就是为了招收学校满意的考生，尽早让考生有所准备，说白了就是“抢人”。所有高校的硕士研究生招生名额都是提前报批的，也就是在考研报名之前就已经公布，当报考人数略微超过招生实际人数，或者是不足时，最终的结果必然是，该专业到时候就招不满。按照教育部要求，如果连续2-3年招不满，该专业就会被停招研究生。而这个结局是每个学校都不愿意看到的，无奈之下，高校只能尽力提前告知调剂信息，以免在未来的招生中落于下风。山东大学同时，按照教育部的要求，复试名额必须大于过线人数，最少也要按照1：1.2的比例确定复试名额。即使过线名额与招生名额相等，也必须接受调剂，达到就要求的复试比例才能展开复试和招生工作。所以，在很多高校，一个很有意思的现象出现了，假如报考人数不多，学校就会要求研究生入学初试评阅教师降低阅卷标准，尽量在公平公正的前提之下提高考生专业课分数，尽量让更多的考生达到教育部的统一录取线。其实，即使参加考试的人数多，部分学校也会对阅卷采用宽严相济的方式，以免过线人数不够而需要接受调剂。其三，考研党该如何看待研究生调剂呢？部分高校接受调剂，原因是多方面的，报考人数少只是其中的主要原因。天津工业大学比如，部分高校有新增的研究生招生专业，知名度不高，报考的人当然就少了；还有的高校采用“宁缺勿乱”的严格标准，阅卷工作非常严谨，这样就会造成考研专业课分数低，以至于达不到国家线，接受调剂就在所难免了。因此，冷丝认为，接受调剂的学校和专业并不意味着就是不好的大学和实力不强的专业，这个还真要具体问题具体分析。刚刚更名成功的上海电力大学那么该如何处理这些考研调剂信息呢？你如果是实力不错的考生，比如报考的是34所自划线高校，初试成绩不错，你当然可以挑选调剂中那些好的高校和好的专业，你如果个人实力一般，又不想“二战”考研，那就迁就一下吧，挑个自己不太讨厌的调剂学校，这何尝不是一件好事？本文全网版权保护，违规转载洗稿必究！敬告｜冷丝所有文章首发『』，如有错漏和最新信息，作者将在评论版块及时更正和补充，也请网友批评指正，谢谢您！同时严正声明『非法转载必究』。

材料是增材制造技术的基础，新材料的创造有望为增材制造技术增添新的内涵，并扩展这一先进技术的应用领域，从而为增材制造技术的未来发展提供新的机遇。应用增材制造技术“创造材料”的概念是基于从“使用材料”到“开发材料”逐步进化的科学过程。有研究表明，增材制造技术可以从根本上改变或扩展与结构-属性-工艺合成-性能相关的传统材料科学研究和工程应用，多种材料和多尺度结构为优化零件的整体性能提供了可能的途径。结合材料设计，增材制造技术在新材料研究方面将有非常广泛的应用前景和研究价值。中国航发北京航空材料研究院的研究人员在此前发表综述性文章，较全面地呈现了增材制造技术在新材料研究方面的研究进展，重点评述了增材制造的材料设计，原料的选择，制造过程中的冶金行为和合成原理，以及由此产生的微观组织和性能，以及这些因素之间的关系。在此基础上，提出今后的研究方向或思路。文章亮点（1） 综述了近年来增材制造技术在制备新材料方面的研究进展；（2） 从材料冶金、界面反应等角度评述了一些令人鼓舞的结果；（3） 强调运用增材制造技术“开发新材料”或“创造新材料”的理念；（4） 提出目前在增材制造领域仍存在一系列有待解决的科学、技术和工程问题。重要知识（1）粉末粒度和粒度分布的影响——粉末粒度分布对其流动性和热行为以及制品的机械性能有重要影响，增材制造部件的成形质量可由颗粒尺寸、尺寸分布、表面粗糙度和形状确定。（2）精细微观结构的制备方法——激光增材制造过程中的原位反应，在原材料中添加难熔颗粒和添加稀土元素是有利于在增材制造构件中形成更精细微观结构的三个重要方法。另一方面，将磁场、振动或其他辅助措施结合到激光增材制造过程中，对改善激光增材制造构件的微观结构和性能具有很大的潜力。综合应用以上这些手段，将研究开发出一系列性能优异的新材料，因此这个领域充满了创新机遇。（3）通过增材制造创造新材料——增材制造过程是一种的典型的极端非平衡凝固过程，其熔化和凝固行为完全偏离了常规制备工艺的平衡/近平衡凝固过程，这为增材制造新材料的研发提供了想象空间。采用增材制造工艺开发功能梯度材料、陶瓷增强金属基复合材料、超高温陶瓷或陶瓷基复合材料、高熵合金等新材料具有重要的研究和应用潜力。增材制造为新材料的研发开辟了全新的可能性，而这些材料可能难以通过传统工艺制备。（4）高附加值产品修复与再制造——增材制造技术不仅可以应用于结构和材料的制备，还可以应用于零件的修复与再制造。针对具有经济价值高、制造周期长的这一类构件，例 如航空发动机和燃气轮机零部件，对零部件服役损伤和加工缺陷进行增材制造修复与再制造，可以有效节约成本，缩短周期。（5）深刻理解和应用增材制造新材料的挑战——未来新材料增材制造面临的主要挑战包括：为获得增材制造部件所需的性能进行原材料设计；控制成形过程中的应力和变形、深入理解成形工艺和合成原理的；微观结构和性能的可再现性；降低各向异性程度的必要性；制造部件内部缺陷的预防，部件的无损检测，以及增材制造材料或相关部件制备的标准制定。采用计算机模拟精确预测微观组织结构，建立增材制造新材料的综合力学性能数据库，会变得非常必要，未来也许要花很长时间才能解决这个复杂的问题。END针对增材制造用材料，加强现有材料筛选、优化和制备研究，建立增材制造用材料标准体系；针对增材制造结构工艺控制，加强尺寸和设备精度、工艺路线合理化、过程质量控制、冶金质量控制等关键技术研究，满足增材制造结构的成形工艺需求， 建立以增材制造结构为基础的工艺控制系列标准；加强增材制造结构和材料的失效分析、检测评价和寿命预测技术研究，为增材制造零件可靠应用提供基础技术，建立合理可靠的增材制造零件的检测评价系列标准。加强结构和材料的基础研究和关键技术研究，为未来应用做技术储备，开展相应的标准系列研究。来自：航发李能等 3D打印技术参考，激光天地转载

（如需原文档，请登录未来智库搜索下载）报告综述：增材制造(Additive manufacturing)是快速成型技术的一种，又称增材制造(3DP)，属于高端制造行业。它的基本原理是离散- 堆积原理，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可 粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。增材制造工作过程 主要包括三维设计和逐层打印两个过程。先通过计算机建模软件 建模，再将建成的三维模型分区成为逐层的截面，指导打印机逐 层进行打印。 相比于传统的减材制造方式具备很多优势:1、缩短生产制造的 时间，提高效率;2、提高原材料的利用效率;3、完成复杂结构 的实现以提升产品性能。 技术工艺主要由应用材料决定增材制造存在着许多不同的技术，不同之处在于可用的材料的方 式及不同层构建部件。在目前已有的技术中，增材制造的常用材 料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、 不锈钢、镀银、镀金、橡胶等。目前，增材制造产业主要主流技 术主要包括 SLA、LOM、SLS 和 FDM 四种技术。 增材制造产业链:设备研制是核心环节增材制造产业链主要由 5 个环节构成，其中上游为原材料、核心 硬件和辅助运行设备，产业链中游为增材制造设备的研制和生 产，下游需求涉及航空航天、汽车、医疗等多个具体应用领域。整体来看，位于产业链中游的设备研制和制造商处于核心地位， 在制造技术的研发应用和提供产品服务方面起到决定性作用。市场规模持续提升，航空航天、汽车应用前景广阔预计全球工业增材制造市场将从 2018 年的 17.3 亿美元增长到 2023 年的 56.6 亿美元，年复合增长率达到 27.21%;2018 年，我 国增材制造行业总收入超过 110 亿元，预计 2020 年产业规模将 达到 240 亿元，年均增速在 30%以上。 目前在中国增材制造行业应用领域结构情况中，工业机械占比最 高，占比为 20%，其次为航天航空领域，占比为 17%，排名第三 的是汽车领域，占比为 14%。伴随着中国增材制造技术的相应成 熟，在航天航空、汽车等行业需求将持续增加。 报告内容：一、增材制造介绍:快速成型技术，较减材制造优势突出 1.1增材制造技术介绍 增材制造(Additive manufacturing)是快速成型技术的一种，又称增材制造(3DP)，属于高端制造行业。 它的基本原理是离散-堆积原理，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印 的方式来构造物体。 增材制造技术起源于 20 世纪 80 年代。当时，美国的科研人员正在研究照相雕塑及地貌成型技术，但在20世纪 80 年代以前，增材制造机的数量非常少，主要功能是用来打印珠宝、玩具、厨房用品等。在 20 世纪 80 年 代以后，随着在下游应用领域的不断渗透，增材制造技术才得以真正的发展和推广。1.2增材制造的基本原理增材制造工作过程主要包括三维设计和逐层打印两个过程。先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型分区成为逐层的截面，指导打印机逐层进行打印。1、三维设计:设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是 STL 文件格式。一个 STL 文件使用三角面来 近似模拟物体的表面，三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY 是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器， 其生成的 VRML或者 WRL 文件经常被用作全彩打印的输入文件。 2、逐层打印:打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印 出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体，可以造出任何形状的物品。 增材制造机与普通打印机工作原理基本相同，但打印材料差别较大。普通打印机的打印材料是墨水和纸张， 而增材制造机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”。打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把材料逐层叠加起来(分层加工的过程与喷墨打印十分相似)，最终把计算机上的蓝图变成实物。增材制造机 是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备。 相比于传统的减材制造方式(通过刀具去除材料的加工方式)，增材制造(增材制造)具备很多优势: 1、缩短生产制造的时间，提高效率:用传统方法制造出一个模型通常需要数天，根据模型的尺寸以及复杂 程度而定，而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂 程度而定的。 2、提高原材料的利用效率:与传统的金属制造技术相比，增材制造机制造金属时只产生较少的副产品。随 着打印材料的进步，“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。3、完成复杂结构的实现以提升产品性能: 传统减材制造方式在复杂外形和内部腹腔结构的加工上具有局 限性，而增材制造可以通过进行复杂结构的制造来提升产品性能，在航空航天、模具加工等领域具备减材制造 方式无可比拟的优势。 二、增材制造技术分类:技术工艺主要由应用材料决定 增材制造存在着许多不同的技术，不同之处在于可用的材料的方式及不同层构建部件。在目前已有的技术 中，增材制造的常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、 橡胶等。 增材制造材料一般是由具体工艺技术决定的。选择不同的材料，也就决定了所使用的工艺，也就决定了工 艺技术所带来的缺点，如尺寸精度、最小细节、壁厚的限制。反之，如果知道目标成品必须要达到的尺寸精度、 最小细节和壁厚，也可以据此选择合适的增材制造材料。 目前，增材制造产业主要主流技术主要包括 SLA、LOM、SLS 和 FDM 四种技术。根据数据显示，增材制造 的发展严重依赖于技术的进步和突破，目前全球增材制造应用最受欢迎的技术为 FDM 技术，占平台总收入的 63.9%;SLA+DLP 技术以 18.1%的平台总收入排名第二，排名第三的是SLS技术，平台收入占比为 11.1%。 2.1熔融沉积技术 FDM FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓 信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高 度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型。 FDM 的优点在于:操作环境干净、安全，材料无毒，可以在办公室、家庭环境下进行，没有产生毒气和化 学污染的危险;无需激光器等贵重元器件，因此价格便宜;原材料为卷轴丝形式，节省空间，易于搬运和替换; 材料利用率高，可备选材料很多，价格也相对便宜。2.2光固化快速成型 SLA SLA是用激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线、由线到面顺序凝固，层层叠加构成一个三维实体。SLA技术可使用的打印材料为光敏树脂，多应用于制造多种模具和模型当中，也可以在原料中通过加入其它成 分，用 SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA 工艺的制作过程分为三步: (1)设计模型:通过 CAD 软件设计出需要打印的模型，然后利用离散程序对模型进行切片处理，然后设 置扫描路径，运用得到的数据进行控制激光扫描器和升降台。 (2)打印:激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特 定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面;然后，升降台下降到一定距离，固化 层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，逐层叠加而成三维工 件原型。 (3)后处理:待打印完成之后，从树脂液体中取出模型，然后对模型进行最终的固化和对表面进行喷漆等 处理，以达到需求的产品。 2.3箔材叠层实体制造 LOM箔材叠层实体制作是根据三维 CAD 模型中每个截面的轮廓线，由计算机控制发出控制激光切割系统的指令，使切割头作 X 和 Y 方向的移动，进而生产三维产品的方法。由于 LOM 技术在制作中多使用纸材，其成本低而且制造出来的木质原型具有特殊质感，所以该技术在产品 概念设计可视化、造型设计评估、装配检验、熔模铸造型芯、砂型铸造木模、快速制模母模以及直接制模等方 面得到广泛的应用。 2.4粉末材料选择性烧结 SLS分层制造技术于 1989 年研制成功。目前德国 EOS 公司推出了自己的 SLS 工艺成形机 EOSINT，分为适用 于金属、聚合物和砂型三种机型，我国的北京隆源自动成形系统有限公司和华中科技大学也相继开发出了商品 化的设备。 SLS技术的基本工作原理:在开始加工前，需要把充有氮气的工作室升温，并保持在粉末的熔点以下。成型 时，送料桶上升，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层粉末材料，然后激光束在计算机的控制下按照截面轮 廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使粉末融化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后，工作台下降一截 面层的高度，在铺上一层粉末，进行下一层烧结，依次循环，从而形成所打印的模型。该技术可以使用的材料 是可以使用的打印耗材有尼龙粉末、PS 粉末、PP 粉末、金属粉末、陶瓷粉末、树脂砂和覆膜砂。二、增材制造产业链:设备研制是核心环节2.1增材制造产业链 增材制造产业链主要由 5 个环节构成，其中上游为原材料、核心硬件和辅助运行设备，产业链中游为增材 制造设备的研制和生产，下游需求涉及航空航天、汽车、医疗等多个具体应用领域。整体来看，位于产业链中 游的设备研制和制造商处于核心地位，在制造技术的研发应用和提供产品服务方面起到决定性作用。 增材制造行业产业链上游为塑料、金属、蜡、石膏、砂等其他各种材料。材料技术是增材制造技术的核心 之一，决定了增材制造的发展进程。从增材制造技术的发展历程可以看出，一种新的打印技术出现，必须依赖 材料的固有特性。由于材料在物理形态，化学性能等方面的千差万别，才形成了增材制造材料的多品种和增材 制造的不同成型方法。 增材制造产业中游主要为设备及制造服务，参与者包括增材制造机设备商和增材制造制造服务商，这个阶 段主要任务是将增材制造产品生产出来。增材制造设备是整个产业中最重要的一环。首先，设备商是增材制造 技术的推动者，要实现增材制造，首先要完成设备的制造，每一种新的增材制造设备出现，都意味着一种新的 增材制造技术出现;其次，每一台增材制造设备就是一个加工制造中心，设备商掌握整个增材制造过程的核心 技术，因此，在增材制造领域，设备商往往同时扮演者增材制造加工制造服务的角色;同时，设备商是增材制 造技术应用的推广者，可以直接为终端用户提供综合解决方案。 下游领域主要是增材制造服务延伸到各个细分的实际应用方向。增材制造的应用领域广泛，主要包括制造、 医疗、军事、建筑等领域。随着增材制造行业的快速发展，增材制造技术应用场景将不断拓展。 2.2 增材制造设备分类介绍增材制造设备主要分为两大类型:工业级设备和桌面级设备。工业级设备是生产价格在数万美元到数十万美元之间的设备，价格昂贵，主要用于加工大尺寸的产品。一 般使用 SLS/SLM、SLA、FDM 等技术，应用领域主要有汽车、国防航空航天、机械设备、消费品、家电等工业领 域。工业级的增材制造机主要分为快速原型制造和直接产品制造两种。国际上工业级打印机巨头3D systems、 Stratasys、EOS 等在近30年里不断推出适用于不同领域的新产品，将增材制造植入工业化制造中，使增材制造 成功成为推动国际工业化的重要力量。另一类是主要针对个人消费者的设备，这类设备价格低廉，售价通常在数千美元甚至是数百美元，通常称 其为桌面级设备。桌面级是增材制造技术的初级阶段和入门阶段，能够很直观地表现出增材制造技术的工艺原 理。这类设备价格低廉，售价通常在数千美元甚至是数百美元，在市面上种类繁多，但其基本的工作原理相似。 桌面级增材制造设备最初由 Stratasys公司于 2002 年推出，2008 年，第一款开源的桌面级增材制造机RepRap发 布，此后涌现出各类桌面增材制造设备商。 随着竞争加剧，桌面打印机价格逐步下降，国外众筹创业平台已经出现了 3000 元人民币左右的增材制造机。 性能指标及外观方面，桌面机也在不断完善，甚至部分桌面增材制造设备开始向工业级打印机看齐，大型工业 级打印机生产公司也逐步涉入桌面领域。 工业级设备与桌面级设备在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同，其中，打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的最重要标志。增材制造机组成结构主要分为机身框架和控制系统。以FDM技术个人桌面级增材制造机CR-2020 为例。打 印机整机采用全钢激光航焊接框架，刚性好、精度高，特殊行走机构架构设计采用十字轴滑动型的运动机构， 能够使打印机速度得到很大的提升。机械框架部分，现在大部分采用步进电机带动同步带的方式，而有的打印 机则使用滑台组成XYZ 轴，具体需要的部件有电机、支架、同步轮、同步带等。增材制造过程主要是由电路来控制的，控制系统部分主要由主板、驱动器、步进电机、限位开关、风扇、 加热器、热电偶组成。增材制造机所使用的是一块专门定制而成的电路主板，它将所需的电子元器件、驱动器 以及控制器等都整合在主控制器上，能够实现与打印机的即插即用，并且兼容性和课扩展性较强。主板作为增 材制造机的心脏，控制着打印机的一切工作过程，进行数据文件的传输以及对主板的固件升级等工作。步进电 机驱动器、步进电机、限位器、加热器、热电偶及风扇都可以直接与主板相连，主板由外界电源直接供电。3.3全球增材制造产业格局 增材制造产业是一个生态圈体系，增材制造推动分布式制造业的发展是设备硬件、设计软件、打印材料、后处理、质量控制技术综合发展的结果。国际上增材制造企业大致可分为硬件制造商(塑料增材制造机、专业级桌面机、金属增材制造机、陶瓷增 材制造机及电子增材制造机)、软件供应商(设计和CAD，仿真软件、工作流程软件和安全类软件)、材料供 应商(塑料与复合材料、金属)、质量控制与检测(过程中质量控制软件、质量检测)、其他(增材制造服务 企业)等类别。3.3.1硬件制造商 随着将增材制造技术集成到生产中的制造企业的数量不断增加，增材制造硬件制造商正在持续研发更快、 更准确的工业级增材制造设备。这些企业不仅仅包括了在业内具有独角兽地位的公司，也包括一些有意愿布局 增材制造技术的传统制造公司。 目前，硬件制造商企业都具有各自擅长的领域，据此可大致分为三类:(1)塑料增材制造设备，如德国工 业级增材制造设备制造商 voxeljet-维捷，推出了 HSS-高速烧结设备VX200，这一设备目前可用于尼龙 12 或TPU材料的高速制造，其速度实 SLS 激光烧结的 100 倍;(2)面向专业的桌面增材制造机，满足需要小型增材制造 设备、但性能不低于工业级系统，成本低于同类型工业级增材制造设备的专业用户或企业的需求，例如Formlabs提供的立体光固化(SLA)增材制造设备Form 2 价格为 3350 美元，而同类型的大型 SLA 设备售价通常要高一个 量级;(3)金属增材制造，2017 年金属增材制造系统的销售额增长 80%，驱动增长的力量主要来自于两个方面， 一方面是像 Concept Laser 和 Arcam 这样的老牌品牌，而另一方面来自于金属增材制造的新的参与者，包括 Desktop Metal、Digital Alloys 等初创公司。 3.3.2软件供应商 随着增材制造技术走向工业生产，除了设计软件和仿真软件之外，与增材制造相关的软件中出现了两个关 键的类别，即工作流程和安全软件。设计和仿真软件对于增材制造至关重要，增材制造技术提供了传统制造方 法无法实现的复杂几何形状的可能，同时这也为拓扑优化、创成式设计等先进设计优化工具增加了需求。目前， 设计和 CAD软件、仿真软件仍由市场上主流 CAD 软件公司主导。 作为一种数字制造技术，增材制造引发了有关知识产权保护和数据安全的关键问题，安全类软件的出现则 有效地解决了此类问题。目前，三家公司正在领导增材制造数据安全的软件解决方案。LEO Lane 提供安全和 IP 加密解决方案，GROW 提供“安全分布式制造”，以实现安全的增材制造工作流程，保护设计文件的知识产权。 虽然保护数据安全类的软件目前仍是一个非常小的细分领域，随着增材制造技术在生产中应用的增加，对数据 安全解决方案的需求也在增加。 3.3.3材料供应商 增材制造材料通常对耐热性、灵活性、稳定性及敏感性有着极高的要求，均需要针对增材制造工艺和设备 而研发，目前大约有 200余种。作为增材制造的“墨水”，增材制造专用材料开发难度大、成本高，因此在供应 方面需要供应商有针对性地进行研发和生产。目前全球排名前列的增材制造材料供应商有:(1)位于瑞典的Arcam公司，该公司提供一系列的增材制造 技术和 增材制造解决方案，并拥有金属增材制造技术EBM的专利，公司目前主要销售 EBM 硬件、EBM 构建材 料、金属粉末和粉末处理设备;(2)总部设在德国的EOS公司，主要提供金属制造(材料、系统和设备)等， 其 M290 和 M100 金属增材制造解决方案都是很受欢迎的 DMLS 机器，除此之外该公司也提供铝、钴/铬合金和 钢等增材制造材料;(3)瑞典的 Hoganas 公司是世界领先的铁和金属粉末制造商;(4)位于瑞典的Sandvik公 司，主要使用的材料是特殊合金和先进的不锈钢，其旗下的 Sandvik Materials Technology 主要从事增材制造业务， 并在 2015 年初成立了 Sandvik 增材制造中心。另外，该公司还为医学、航天以及快速模具部门生产用于增材制 造应用的气体雾化金属粉末。同时，材料市场也以发生了多起收购。例如，2018 年 7 月，巴斯夫新业务有限公 司(BNB)收购了德国公司Advanc3D，将公司整合到其增材制造部门;Carpenter 收购了金属材料的领先供应商 LPW。 3.3.4后处理 增材制造工作原理是通过逐层叠加成型，那么分层制造就会存在台阶效应。虽然每层都分解的非常薄，但 在微观尺寸下仍会存在一定厚度的多级台阶。模型打印表面质量与打印材料、机器精度、打印速度、温度、三 维数据模型质量、切片参数等都有关系。 后处理通常是劳动密集型，走向自动化也是大势所趋。PostPro3D 提供“自动化表面处理技术”，据称可以使 打印增材制造零件的表面质量与注塑成型件相媲美。德国 DyeManison针对塑料粉末增材制造零件提供粉末清洁、 表面处理和染色解决方案。 3.3.5检测与过程监测 工业成像可以通过不破坏产品的方式，细微地展现产品内部是否有裂纹、夹渣等缺陷。它不仅可以在生产 阶段检测出不合格的产品，还可以在产品的设计研发阶段分析判断并预测隐患的发生、识别设计缺陷，以确保 最终产品的高可靠性。当要将增材制造复杂零部件加扩展到规模化生产的时候，是否能够保障产品的高质量成 为关键之处。这决定了 X射线、CT 技术与增材制造技术密不可分。在科技部增材制造重点专项 2017 年度项目申报指南中，将开发金属增材制造缺陷和变形的射线检测技术与装备作为重大共性关键技术。 四、增材制造下游需求:市场规模快速增长，航空航天应用前景广阔 4.1全球及国内市场处于快速增长期 无论是在全球范围内还是我国市场内，增材制造的行业规模都呈现快速上涨的趋势。根据 MarketsandMarket对外发布的研究报告显示，全球工业增材制造市场将从 2018 年的 17.3 亿美元增长到2023年的 56.6 亿美元，年 复合增长率达到 27.21%。增长因素主要有从开发原型到最终用途零件生产的增材制造演变、开发定制产品的复 杂程度增加、工业增材制造材料市场的发展、政府对增材制造项目的投资以及制造效率的提高等。2018年，我国增材制造行业总收入超过 110 亿元。随着国家规划的出台，各地纷纷将增材制造作为未来发 展新的增长点重点培育，并加速与信息网络技术、新材料技术、新设计理念加速融合，力争抢占未来科技和产 业的制高点。预计到 2020年，中国增材制造产业规模将达到 240 亿元，年均增速在 30%以上。4.2增材制造下游应用市场 目前在中国增材制造行业应用领域结构情况中，工业机械占比最高，占比为 20%。其次为航天航空领域， 占比为 17%。排名第三的是汽车领域，占比为 14%。其后分别为消费品/电子、医疗、科研、政府/军用以及建 筑领域，占比分布为 13%、12%、11%、6%和 3%。伴随着中国增材制造技术的相应成熟，在航天航空，汽车等 行业需求将持续增加。 4.2.1航天航空领域 增材制造技术在航空航天领域中的应用主要在于关键零部件的生产。航空航天装备的关键零部件通常具有 复杂的外形和内部结构，且工作环境特殊，而增材制造的加工过程不受复杂成型的限制，因此能够完成传统制 造工艺难以承担的任务。2018年，全球增材制造在航空航天领域的应用市场规模达到9.3 亿美元。 增材制造技术在航空工业中主要应用在钛合金、铝锂合金、超高强度钢，高温合金等材料领域。这些材料 基本都是强度高，化学性质稳定，不易成型加工，传统加工工艺成本高昂的类型。例如在飞机零部件制造方面， 由于零件的形状复杂，用传统方式制造成本很高，而 3D 技术有效地降低了飞机零部件的制造费用。波音公司已 经广泛地利用增材制造技术，在 2014 年制造了超过 2 万 2 千种零部件，波音 787 梦幻飞机上有 30 个由增材制 造技术制造的零件。 增材制造技术在航空航天制造行业的一个突破在于它在涡轮螺旋桨发动机领域的应用。2018 年，GE 公司 试飞的ATP飞机发动机为通过增材制造制作可以实现的可能性打开了新的空间。GE 公司先进的 ATP 发动机中， 有三分之一以上的部件是由增材制造来完成的。 根据增材制造技术的特点，设计师将八百多个独立部件减少到12 个。此外，增材制造用降低发动机重量的 方式来减少成本。轻5%的发动机可以节约20%的燃油消耗，并且其功力比传统加工方式制造的发动机多10%。 而在发动机的内部，增材制造技术完成燃烧室和许多结构元件的制造，这使得发动机更简洁、更轻和更紧凑，具有16:1 的工业级总压力比。与其竞争对手比较起来，这使其仅仅通过设计提高燃料燃烧效率带来的节约15% 的燃料，同时提高10%的巡航功率。 4.2.2工业汽车领域 增材制造技术在汽车领域中的应用主要包括汽车零部件打印、汽车个性化定制和电池电极打印三个方面。在汽车零部件设计方面，增材制造技术使得更具设计性且颠覆传统的零部件设计得以实现。增材制造的快速成 型可以快速将设计图转换为实物，减少了复杂零件开发的开模环节，并且精度比传统制造更高;其次，增材制 造允许多种材料的选择，有助于汽车兼具轻量化、安全性和舒适性。在汽车个性化定制方面，使用增材制造技 术打印汽车，能够根据客户的偏好和需求制造出独一无二的车型，实现整车个性化定制。2015 年，全球增材制 造汽车行业总规模达到4.8 亿美元，预计到2020 年将达到15 亿美元。 在电池电极打印方面，增材制造技术能够打印出一种有受控气孔的微观金属结构，这种结构允许锂离子大 量进入电池的电极区，从而达到更高的电极利用率和蓄电能力。用作锂离子电池电极的微观金属结构能够将比 容量提升四倍，而且与传统固体电池相比区域容量增加了两倍。 4.2.3医疗领域 医药生物行业是目前增材制造技术扩张最为迅猛的行业。增材制造技术能够为医疗生物行业提供更完整的 个性化解决方案，典型应用有 3D手术预规划模型、手术导板、增材制造植入物，以及假肢、助听器等康复医疗 器械。同时，生物增材制造技术将促进再生医学领域在人造活体组织与器官的研究，研究人员已经在利用生物 增材制造技术培养人造器官方面取得了很大的进展。 近年来医疗行业越来越多地采用金属增材制造技术(直接金属激光烧结或电子束熔融)设计和制造医疗植 入物。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)、墨尔本医疗植入物公司Anatomics和英国医生联手，为一 名 61 岁的英国患者实施了增材制造钛-聚合物胸骨植入手术，这也是全球首创。新型胸骨植入物能够比之前的 纯钛植入物更好地帮助重建人体内的“坚硬与柔软组织”，病人在术后仅 12 天就能出院，并且恢复十分迅速。而 增材制造技术用于制造骨科植入物，可以有效降低定制化、小批量植入物的制造成本，并可以制造出更多结构 复杂的植入物。 使用金属、塑料等非活体组织材料增材制造的定制化假肢、牙科、骨科植入物、助听器外壳等医疗器械都 属于“初级阶梯”。而打印血管、软骨组织这类单一的活体组织属于“中级阶梯”。增材制造的人工肝脏、心 脏等人工器官则属于“顶级阶梯”。无论是人造血管、软骨组织，还是肝脏组织、肾脏组织，其核心是特定类 型细胞的分离(或定向诱导)及大规模扩增。而生物增材制造技术，在人工组织、器官培养过程更多承担了三 维形状的构建，即让人体细胞按照预先设计好的形状来生长。因此人造器官、组织的发展更大程度上取决于生 物技术的发展。 根据毕马威对医疗器械行业的研究，医疗行业有望保持稳定增长，全球年度销售额预测以每年超过5%的速 度增长，到2030 年销售额将达到近8000 亿美元。这反映出随着人们现代生活习惯病日益普遍，对创新型新设 备(如可穿戴设备)和服务(如健康数据)的需求持续增长，以及新兴市场(尤其是中国市场)的经济发展释 放了的巨大潜能。2015 年，全球医疗行业增材制造市场规模3.5 亿美元，预计到2020 年将达到7.6 亿美元， 复合增长率将超过15%。 如需原文档，请登陆未来智库，搜索下载。（报告来源：中信建设证券）

江苏激光联盟导读： 本节为钢铁材料激光增材制造过程中的研究进展与挑战的第六部分——其他类型钢的进展与挑战。高强度低合金钢（High-strength low-alloy (HSLA) steels ）高强度低合金钢（HSLA）采用AM技术进行制造并成功的应用到不同的工业领域中，如工具行业和国防。他们的性质据报道，主要受激光能量密度和激光焦距的影响。例如， Jelis 等人在采用AM技术进行国防用途的HSLA钢的制造时，由于熔池的快速冷却造成了理想的细小的马氏体结构的形成。当激光功率密度降低的时候，气孔增加，气孔的形貌也开始变得不规则，反过来增加了裂纹的倾向性。部件中脆性的马氏体结构也许会对部件的裂纹产生贡献，当部件在低的激光能量密度下进行制造的时候会具有相对较高的脆性。另外一个例子是Rodrigues 等人报道的采用WAAM的AM技术成功的制备出HSLA钢，本综述中不给予讨论。含碳工具钢（Carbon bearing tool steels）工具钢是一类含碳量较高的合金工具钢，含有碳化物形成元素，如Cr, V, Mo 和 W 等，该类合金主要应用在工具行业，如钻头，冲头，滚头和摸具等。这类合金一般来说硬度高，耐磨损和耐高温软化。该类合金在使用的时候一般经历热处理，从而实现在硬的基体上具有弥散分布的同时具有颗粒粗大和细小的碳化物相，这些碳化物提供高的耐磨性和红硬性。通常来说，AM工艺制造这类钢时是存在一定的挑战的。首先，这类钢的强度高和韧性较低，使得在冷却的时候易于产生裂纹。此外，这类钢在熔池表面的碳会形成分离，减少了润湿性。在加上在AM制造过程中的热温度梯度的原因造成了热应力，导致裂纹的产生。尽管面临这些挑战，在文献中仍然报道了采用AM技术成功的制备了这类合金。在AM制造的过程中，由于冷却速率大，这类合金凝固成过饱和的含碳马氏体和残余奥氏体。每一凝固层，然而，受到临近层的熔化和再加热的影响。在搭接的时候，凝固层会被相邻的扫描道多次进行再加热。如果一层是远离熔池的，该区域也许会被加热到一个高于奥氏体转变的温度，但没有达到熔点的温度。就这会导致马氏体重新生成奥氏体。这就意味着残余奥氏体，马氏体和碳化物的特征取决于AM制造过程中每一部件的加热/冷却的循环。H13钢大多数的关于AM技术制造含碳工具钢的研究集中在H13钢的研究上，该类合金是最为常见的一类热作工具钢。这类含Cr钢所具有的成分为：0.40C, 0.40Mn, 1.00Si, 5.25Cr, 1.35Mo, 1.00V (wt%) 。在变形态可以提供优异的红硬性和热疲劳性能。AM技术制造的H13钢主要包括胞状和枝晶状的残余奥氏体，该残余奥氏体在枝晶区域中观察到，见下图 所示。富碳的结果是导致在室温下残余奥氏体的稳定化。胞的尺寸取决于冷却速率，在DED工艺中观察到比SLM中更大的胞状晶。图1 a SLM制造的H13钢的金相照片，显示出在化学腐蚀后的周期性的层结构；b SEM的高倍照片显示出胞状/枝晶的显微结构；c, d SLM制造的H13钢的EBSD 的波段对比度和相位图，显示出奥氏体在胞状晶边界的析出SLM制造的H13钢的硬度比变形态合金在淬火态的数值要高。例如，Yan等人报道了原位回火马氏体在SLM制造H13钢的时候，SLM制造的产品具有较高的硬度，达到了57HRC，而传统的H13钢的硬度只有45HRC。除了马氏体显微组织的细小和回火效应之外，SLM制造过程中的较高的残余压应力也对这一高硬度有贡献作用。SLM制造的H13 钢的YS和UTS，然而，在经历热处理之后，一般来说要比变形的H13钢要低。这主要归因于合金中所固有的马氏体的脆性所造成的，以及AM制造工艺中的缺陷和气孔等原因。同SLM制造H13钢相类似，DED制造H13钢得到马氏体和残余奥氏体结构。H13钢采用DED制造的时候，然而，经历了一种称之为内在热处理的过程，这一过程在沉积的时候具有原位回火马氏体的作用。这就是为什么DED制造的H13钢具有较高的强度和韧性的原因，其性能可以同淬火和回火的H13钢相当。对基材进行预热是AM制造H13钢取得成功的一个关键步骤。AM制造的H13钢的性能，反过来，高度的依赖于基材的预热温度。预热温度高于马氏体开始进行转变的温度（ＭＳ），即~300 °C，预期会将显微组织改变成贝氏体的结构。例如，在SLM制造H13钢的过程中，对基板预热至 400 °C可以获得比变形H13钢更高的UTS和硬度。这意味着预热排除了额外的后热处理过程。在预热温度低于MS的时候，但裂纹的抗生成能力会提高的现象也会被观察到，尽管马氏体相依然会形成。这主要归因于残余应力的减少所造成的影响。图2 在沉积态H13钢时的冷却状态的示意图，在不同位置的实际的冷却曲线会由于在SLM过程中循环热状态的不同而在大范围内进行变化。其中H13钢的Ms和Mf的温度在图中给予表示出来其他的工艺参数也会影响到AM制造H13钢的显微组织和性能。例如， Lee等人的研究结果表明，在制造H13钢的时候在制造方向存在外延生长，而柱状晶则包括少量的残余奥氏体，以及MC (富集V) 和 M2C (富集Mo) 的碳化物，见下图3。扫描速度增加的时候造成的冷却速率的增加，会增加孕育点的数量增加，导致柱状晶的尺寸的减小。在拉伸载荷作用下没有观察到马氏体相变，而气孔，气孔尺寸和气孔的类型是影响拉伸性能的主要参数。在采用DED技术制造H13钢和D2 工具钢的时候，显微硬度随着能量密度的增加而降低。这部分是因为高能量输入造成冷却速率下降而造成的高的二次枝晶间距。另外一个可能的机理是在高的激光能量密度输入下，碳含量的降低，有足够长的时间和足够大的面积来供C和O来进行反应。图3 EBSD IPF,相 (红色: 马氏体，绿色: 奥氏体) 和晶粒取向扩展（grain orientation spread (GOS) ）图, b TEM, STEM和高分辨率TEM 图；c 原子探针层析成像（atom probe tomography）构建的图显示出SLM制造H13钢的富集V和Mo的碳化物工艺参数控制着H13工具钢的机械性能。正如 Pellizzari等人采用SLM制造H13所报道的那样，其断裂韧性随着功率密度的增加而增加。这是因为高的功率密度会减少气孔的形成和未熔颗粒的存在。这两个因素都是控制裂纹扩展的主要机理。其他的参数如制造方向和不同的热循环对机械性能的影响没有能量密度明显。比较有意思的一点就是，形成二次裂纹垂直于主裂纹是主裂纹扩展的驱动力下降的一个原因，由此还造成了断裂韧性的提高。这一效应在回火状态下比淬火——回火效应要更明显，这是因为在先生的熔池边界有着更多的网络状的碳化物的析出促进了二次裂纹的形成以及回火组织中细小的显微组织的缘故。摩擦磨损和疲劳性能以及在制造的部件中机械性能的不均匀仍然是AM制造H13钢的一大挑战。尽管Riza等人报道了一个令人满意的DED制造H13钢的摩擦性能，其摩擦性能仍然低于变形的H13材料。在疲劳性能方面，这一差别更加明显。SLM制造的H13部件的疲劳性能比较低有着多方面的原因。最为重要的原因是由于气孔造成的表面质量差和表面的空穴造成的没有充分熔化的粉末和层层之间的没能充分的连接。除了表面缺陷等原因之外，同变形的H13相比较，AM制造的部件还经受着诸如气孔和空穴造成的较高的体积缺陷以及层间缺陷和较高的氧含量。以上所有因素均限制了AM制造H13钢的疲劳性能。SLM制造H13钢的另外一个挑战在于其不均匀性。如同Deirmina等人所报道的那样，在SLM制造H13时，沉积态的部件中的显微组织由部分回火马氏体和大量的（高达19vol%）的残余奥氏体所组成，而淬火钢中的残余奥氏体体积分数<2 vol%，导致在回火过程中大量的强的二次硬化效应。这些作者报道，SLM制造的H13钢产生了胞状/枝晶显微组织的各向异性，表明了在熔池边界的重金属合金的分离和由于快速凝固造成的胞状边界的微观上的分离。部分非均匀的回火也会在大多数情况下观察到，这是因为凝固层到前一层的传热造成显微硬度的不均匀分布。H11钢H11是另外一种应用广泛的工具钢，具有比H13钢要少的V。低V含量增加了材料的韧性但牺牲了材料耐磨性能。应用后热处理和对H11钢进行成分改变可以导致AM制造的H11钢的高性能。如Huber等人报道，SLM制造H11工具钢的时候导致了贝氏体显微组织的形成，其显微硬度达到了~642 HV1。采用550 °C @ 2 h的后热处理工艺，其显微硬度可以增加到~678 HV1，这是因为残余奥氏体的分解和二次碳化物的析出造成的。比较有趣的是，在平行于制造方向的拉伸性能不会因为热处理而发生改变，表明SLM制造的材料并不需要淬火硬化来改善其性能一达到工具应用的水平。SLM制造的H11钢的摩擦性能比传统工艺制造的H11钢经过淬火——回火后的钢的性能要高。AM制造的H11钢的压缩性能同变形状态的合金几乎相当。AM制造的H11钢的压缩强度为1770 MPa，同传统制造工艺的部件1810 MPa几乎相当，这表明材料在AM制造过程中经历了原位硬化，这一原位硬化是自然回火造成的。对AM制造的部件进行进一步的回火可以造成YS达到~1630 MPa和 UTS ~2130 MPa,表明了其优异的性能要高于传统的变形部件。这也意味着AM制造的部件可以潜在的替代传统制造的部件。其他类型的含碳工具钢M2合金进一步的工作可以应用后热处理来获得优异的机械性能且超过传统制造的工艺的一类含碳工具钢是高速钢。M2高速钢采用SLM制造工艺时含有过饱和的马氏体，残余奥氏体和M2C类型的碳化物。在 560 °C进行热处理导致马氏体的回火和碳化物的进一步析出。在AM制造状态和热处理状态，黏着磨损是主要的滑动磨损机制。在这方面，苏州大学陈长军团队对M2合金开展了一系列的激光增材制造研究工作并在特殊工具上得到了应用。相变诱导/孪生诱导塑性(Transformation/twinning inced plasticity (TRIP/TWIP) )钢ＴRIP/TWIP钢由于其具有高的加工硬化速率而非常引人注意，使得该合金成为汽车和国防中需要高的屈服后塑性和能量吸收特性的场合的理想材料。这些钢铁材料基本属于奥氏体和在变形的时候经历孪生和/或马氏体相变。关于AM制造TRIP/TWIP钢的研究并不多。大量的工作表明拉伸性能的提高主要是因为在AM制造过程中局部的化学特性的变化和反过来堆垛层错能控制变形机制造成的。在DED制造高Mn钢的时候，不均匀的TRIP和TWIP效应会被观察到，这是因为化学成分的不均匀性影响着堆垛层错和占据主导地位的变形机制，如下图。这一现象同传统制造工艺或SLM制造的合金所观察到的结果明显不同。需要注意的是，这一不均匀性并不会影响宏观的变形行为。研究发现在DED的过程中增加Al的含量会降低其加工硬化速率。这主要是因为Al含量增加的时候堆垛层错能增加的缘故。使得变形机制从孪生向横向滑移转变。通过AM工艺中定向位置的化学成分的转变，我们可以首先指定区域的变形机制。例如，X30MnAl231是一种化学成分上会导致堆垛层错值低于激活TWIP的状态，且是非常低的值，只有当需要避免TRIP的效应的时候才需要。这就导致高的能量吸收和可预测的压缩变形行为，因为没有脆性的马氏体在应变过程中形成。这一可以设计显微组织的能力和反过来可以进行微观变形机制的定制是高Mn钢非常有前途的一种特性应用，而传统制造工艺是不能实现这一功定制能的。图4 在SLM和DED制造同一钢时局部化学成分的变化改变堆垛层错能和反过来，改变TRIP/TWIP的激活能的示意图其他的研究表明高Ｍｎ钢在采用SLM技术进行制造的时候拥有的强度水平比传统的制造工艺的强度要高，但同时牺牲了延伸率。ε- 相和 α’-马氏体的存在以及高密度位错提供了高强度，而AM制造时的性能和杂质的类型会损害其变形性能。相同的加工硬化速率在这些钢铁材料中不管制造路线如何均可以获得，均具有TWIP和TRIP效应。AM制造的钢铁材料中的各向异性，然而，也会观察到，这主要是因为织构的各向异性和晶粒形貌的延长。TRIP效应会赋予令人惊奇的高延伸率，达到SLM制造304L的水平，尽管在制造的过程中观察到气孔的存在。这一优异的韧性是由于在拉伸变形过程中马氏体形成后的二次硬化效应造成的。当马氏体可以比奥氏体承担更多的载荷的时候，就会导致塑性增加。在SLM制造316L不锈钢的时候会激发其TWIP效应。这主要归因于N的存在，降低了316L的堆垛层错效应向TWIP区域进行转变。孪生诱导的塑性可以超越气孔的不利效应和AM制造过程中形成的其他缺陷对韧性的影响。TWIP和高强度之间的协同作用为AM技术制造不锈钢开辟了新的道路。一般来讲，TRIP效应是AM技术制造工具钢得到先进性能的主要因素和PH钢／马氏体钢具有高体积残余奥氏体的主要因素。图５　用来设计进行AM制造高Mn钢的策略。首先采用热动力学为基础的相图来选择理想的化学成分的组成。此时，预期的X30MnAl23钢的变形机制在这里就展示出本文所采用的办法。具有这些成分的样品通过DED工艺进行制造和表征。给予计算机计算，适宜的成分识别用于AM应用，此时制造的的结构为能量吸收特性的晶格结构。小结钢铁材料是人类迄今为止应用最为广泛的结构材料，由于钢铁材料在热处理过程中可以提供通过控制同素异构转变来获得无数的设计机会。这就意味着严苛的温度梯度和独特的冷却速率以及AM制造过程中固有的化学成分的不均匀性使得AM技术为获得独特显微结构的钢铁材料开辟了新的道路。此外，在AM制造过程中独特的显微组织的演变将会需要发展新的后热处理工艺制度，有可能不同于传统的制造过程所原有拥有的热处理制度。这里也依然存在一些缺陷和限制，如AM制造过程中的残余应力，较差的表面粗糙度，显微组织的不均匀性和各向异性等。一些AM制造的钢铁材料依然存在困惑，需要开展更多的研究工作。但是，AM技术制造钢铁材料的未来是非常光明的，需要更多的工作来促进AM技术来代替传统的制造工艺以在更多的领域得到应用。也许在AM技术在制造钢铁材料的时候所取得的独特的观察结果是其独特的显微组织，这一特性在工程中采用传统的工艺是不能获得的。这就为发展AM定制钢铁材料提供了巨大的潜力，这可以充分发挥AM制造时典型的热循环的特点。文章来源：Additive manufacturing of steels: a review of achievements and challenges，Nima Haghdadi, Majid Laleh, Maxwell Moyle & Sophie Primig ，Journal of Materials Science， volume　 56, pages　64–107(2021)参考文献：1，Kies F, Khnen P, Wilms MB, Brasche F, Pradeep KG, Schwedt A, Richter S, Weisheit A, Schleifenbaum JH, Haase C (2018) Design of high-manganese steels for additive manufacturing applications with energy-absorption functionality. Mater Des 160:1250–12642，　Selective laser melting of H13: microstructure and resial stress，J. J. Yan, D. L. Zheng, H. X. Li, X. Jia, J. F. Sun, Y. L. Li, M. Qian & M. Yan，Journal of Materials Science volume　 52, 　pages　12476–12485(2017)

江苏激光联盟导读：本节为钢铁材料激光增材制造过程中的研究进展与挑战的第四部分——17-4PH不锈钢的进展与挑战。大多数的钢铁材料在发展的过程中会通过析出除碳化物之外的析出相的时效硬化工艺来强化钢铁材料。这一类型的钢铁材料中有两大类被广泛的分析研究，这是因为采用AM制造技术进行制造非常适宜，他们是析出硬化（precipitation hardening (PH)）不锈钢和马氏体时效硬化不锈钢。尽管PH不锈钢也还具有基体相，基体相一般是奥氏体或者半奥氏体，在这里我们只讨论PH系列的不锈钢。PH不锈钢和马氏体时效硬化钢会呈现出几乎非常类似的析出硬化行为。他们具有较低的碳含量，其目的是为了抑制碳化物相的析出，因为碳化物的析出对不锈钢的腐蚀抗力具有严重的损害作用。马氏体PH钢具有中等的Ni含量 (4–11 wt%)，而马氏体时效硬化钢具有较高的Ni含量 (17–25 wt%)。自奥氏体相场进行淬火之后，这些合金的室温显微组织主要是马氏体，但也许会含有残余奥氏体，这主要取决于钢的成分和淬火的温度。这些析出强化钢的高强度会导致该合金可以用来作为工具来使用。此外，高的强度质量比和良好的韧性使得析出强化钢尤其适合应用到航空航天等部门（从起落架的齿轮部件到飞机配件），汽车和国防军工等。在AM技术中最为常见的PH钢是17-4PH钢，这是因为该合金具有良好的可打印性能和广泛的应用范围，其应用范围广是因为该合金所具有的高强度和腐蚀抗力的综合效果好。在传统制造工艺中，在经过铸造之后，17-4PH钢部件经历固溶热处理。这一典型的热处理过程为1040 °C @ 1 h，较厚的样品需要更长的固溶热处理时间。在经过固溶处理和淬火至室温的时候，马氏体显微组织会存在过饱和的Cu。经历这一过程的称之为状态A。部件为经历一个热时效处理过程来诱导富集Cu的析出相，析出相在纳米级别。最为常见的应用到17-4PH钢的时效处理温度为482 °C @ 1 h，在部件中，经历此处理后会获得最高的机械强度。这一热处理过程称之为H900状态。在这一状态中，部件的极限拉伸强度比较典型的可以达到1380 MPa左右。15-5PH不锈钢是一种同17-4PH钢相类似的一种材料。尽管应用的并不普遍，这一合金也被采用AM技术来进行制造并评估了其相应的性能和经过了大量的研究。该合金仍然是一个马氏体析出硬化的不锈钢，改变合金成分允许该合金所得到的变形抗力比17-4PH钢还要高，这是会因为δ-铁素体显微组织的含量水平的降低。Cu析出相的动力学同17-4PH钢比较相类似，导致这两种合金在经过H900热处理之后均可以达到时效硬化的峰值。马氏体时效硬化钢，广泛的应用到AM种进行打印的是18Ni 300马氏体时效硬化钢。在经过自奥氏体相场的淬火之后，形成马氏体显微组织，在400到500 °C的温度范围进行时效处理的时候会导致析出Ni3(Ti, Mo) 相，然后是Fe7Mo6 相。在经过482 °C @ 6 h的时效处理之后，18Ni300的马氏体时效硬化钢的极限抗拉强度(UTS)可以超过2200 MPa。这一高强度可以使得这一合金能够广泛的应用到军事和航空航天领域。另外一种重要的析出硬化不锈钢，是最近被研究出来应用到增材制造领域的，称之为CX不锈钢。这一类型的材料在最近被发展起来和被EOS公司进行了商业化的生产。CX不锈钢部件在采用SLM技术进行制造的时候所呈现出来的韧性在沉积态比SLM制造的17-4PH和316L的要高，显示出可以采用CX来代替以上这些钢铁材料在某些领域中的应用。该合金的时效热处理是530 °C @3 h，会导致形成杆状或针状的NiAl基纳米析出相，该析出相在马氏体基材中析出，不管是否经历先前的固溶热处理过程。经历这些热处理过程之后，SLM制造的CX不锈钢可以获得 1601 MPa的极限抗拉强度（UTS）。由于相关的文献讨论这一合金比较少，CX钢将在这里不给予讨论。这一章节将会总结文献中采用AM技术制造的关于PH钢的影响，大多数文献都是聚焦于17-4PH钢。机械性能15–5 PH 不锈钢采用AM技术进行制造15-5PH钢可以获得比传统制造工艺更好的机械性能。将SLM制造的15-5PH钢同传统制造工艺的15-5PH钢相比较，可以观察到马氏体结构的明显差别，采用AM制造的材料呈现出短和更窄的板条马氏体。同变形材料相比较，AM制造后的材料在590 °C的时候UTS（极限抗拉强度）可以提高大约34%，达到830MPa，但韧性却下降了50%，在伸长率为9%的时候就发生失效。在采用SLM制造的15-5PH钢的另外一个研究中，在经过时效硬化热处理之后，同变形的15-5PH钢相比较，其屈服强度（ＹＳ）在平行方向有大约１０％的增加，而在垂直方向则有大约６％的下降。不管制造方向如何，同传统制造工艺相比较，UTS值均有小幅度的增加（平行方向有大约１１％的增加，垂直方向有大约１２％的增加）。这些样品在时效时均为解理断裂。SLM制造的１５－５PH钢在经过夏比冲击测试之后的断裂韧性，经测量为 10.85±1.20 J/cm2。在变形的合金样品的范围内(9.4–18.6 J/cm2) 。SLM制造的１５－５PH钢，其显微硬度比变形的合金要高的多，在横向方向，AM制造的样品为 500 HV 0.5，这一数值比变形样品要高５６％。对PH系列的不锈钢来说，循环载荷是该合金应用的理想场合。因此，部件的疲劳性能就成为AM制造这类钢的最为重要的性能。采用SLM制造的１５－５PH钢的疲劳性能同传统工艺的合金相比要减少２０％。这主要归因于SLM制造的部件表面的粗糙度比较差的原因。AM制造产品的表面精度的提高和表面缺陷的去除，对疲劳性能的提高非常显著，但这一点对传统的变形合金来说并不明显。但表面缺陷对AM制造的１５－５PH钢的疲劳性能影响非常大确实被观察到的结果所证实。然而，优化参数和表面精度的改善结合在一起利用AM技术制造出来的１５－５PH钢，其疲劳性能可以同变形合金相当。AM制造的１５－５PH钢的高温蠕变性能并没有得到广泛的研究。同传统变形的合金相比较，温度为 530 °C时，SLM制造的１５－５PH钢的蠕变性能可以提高大约１７％。其背后的原因并没有得到完全的理解。图 1 图解：SLＭ工艺制造的合金的应力应变曲线（载荷方向同Ｘ－Y平面平行），用黑色线来表示，传统工艺制造的１７－４PH钢采用红色线来表示。a 低的应变速率，准静态的拉伸测试结果. b 高应变速率的动态拉伸测试结果。17–4 PH不锈钢同变形部件相比较，AM制造的１７－４PH钢的韧性会降低。在状态A和H900的状态下，AM制造的17-4PH钢的强度比传统的样品要高，但失效的延伸率却降低。这一结果在低应变速率（准静态）和高应变速率（动态）的拉伸测试中，均如此，见图1 。针对17-4PH钢的许多研究均表明，同传统的合金相比较，均得到强度增加和韧性下降的结果。强度增加的原因是因为AM制造的部件的显微组织细化，而韧性下降的原因则在于AM工艺得到的样品中存在气孔的缘故。Lass等人对SLM制造的17-4PH钢在经过不同的热处理后的样品同传统的合金在A状态 (YS=824 MPa, UTS=1121 MPa, 失效时的延伸率=10%)进行了大量的对比研究。一个可替代的固溶退火工艺，可以让变形合金获得YS>90%。为了比较，AM样品在沉积态和状态A的时候呈现出的YS为变形态的大约55%。在这一新的处理工艺中得到的UTS同传统工艺相比较，也显著增加，而韧性有降低。后热处理对显微组织的影响见图2 ，表明了在AM制造17-4PH钢的时候得到 的不同的显微组织。对于沉积态的17-4PH钢，熔池边界和胞状的凝固组织可以清晰的观察到（见图2 a），但经过均质化和固溶处理后（经历了状态A的处理过程），这一凝固组织消失了。得到的组织（图2 b）同变形后的合金的显微组织相当（见图 2c）。其他的研究也 表明AM制造的17-4 PH钢在热处理之后的显微组织的显著的变化，这些显著的显微组织的变化也会造成AM制造的17-4 PH钢部件性能的增加。用于SLM制造的原始粉末的特征对获得的制品的机械性能至关重要。曾经有研究发现，改变17-4PH粉末和/或调整激光的能量密度，抗拉强度同变形的合金相当或高于变形合金。Pasebani等人研究了气雾化或水雾化的粉末进行SLM制造17-4PH钢同传统工艺制造的部件进行对比以及不同的热处理工艺对机械性能的影响进行比较。AM制造过程中采用适宜的能量密度进行制造，采用气雾化的粉末进行SLM制造得到的部件，固溶处理条件为1051 °C@ 45 min，时效条件为 482 °C@1 h，呈现出较高的强度，相当的YS和优异的UTS，这是同传统制造的部件相比较的结果。在时效处理之前，固溶处理条件为 1315 °C@ 1 h 时，采用水雾化的粉末进行制造的部件，得到的YS和UTS均显著增加。这归因于马氏体板条结构的细化。采用水雾化粉末进行AM的产品的性能，同传统的工艺相比较，要相对差一点点，YS下降大约为１５％，UTS减少大约４％。这一差别非常明显，因为水雾化的粉末的价格比气雾化的价格要低得多。图2 １７－４PH不锈钢的金相显微组织图解：(a) SLM制造的沉积态；(b) 经过均质化处理；(c) 变形态的合金。 这些显微组织均取自平行于SLM的制造方向和变形合金的轧制方向 １７－４PH不锈钢的金相显微组织钢显微组织中的奥氏体被观察到会显著的影响到17-4PH钢的机械性能，这是因为在机械测试的过程中奥氏体转变为马氏体。AM制造的17-4PH钢，含有大量的奥氏体时会呈现出显著的韧性和如同TRIP钢一样具有加工硬化的特征。在AM制造17-4PH钢的时候，会有大量的奥氏体组织存在，或者在直接时效的时候（如在制造的时候不经过固溶时效处理）。Lebrun等人的研究结果表明这些样品同传统的工艺相比较，具有相当的韧性。例如，沉积态的AM制品具有36%体积分数的残余奥氏体，在时效时的延伸率为16.2%。而传统的变形合金的时效延伸率为15%。17-4PH钢的SLM制造时奥氏体的保留则在压缩和拉紧时会得到增加的韧性。图3 a为SLM制造的17-4PH钢的显微组织，而图3 b则为沿着熔池边界所得到的增加的奥氏体组织。图3 SLM制造的17-4PH不锈钢的EBSD图钢图解： a 图像质量图（Image quality map）和 b 相图（Phase Map）。熔池边界的大概位置采用黑色的点线标示出来。熔池形状在不同的层之间的明显区别在于每一层旋转 90°进行扫描的结果。当采用SLM制造工艺和传统工艺进行制造时，其显微组织和机械性能的比较会呈现出在几乎所有的情形下其抗拉强度均呈现出显著的变化。然而，几乎没有一个SLM制造的样品同在H900状态下的传统的变形合金的YS或UTS可以相当。这一机械性能的变化主要归因于SLM制造的样品存在一定程度的显著的残余奥氏体，与此同时显微组织中还存在气孔。非常重要的观察到在析出硬化钢中奥氏体的存在会影响其硬度，这是因为固溶的原子会在奥氏体中更多的溶解，比在铁素体或马氏体中要多。由此限制了在时效过程中形成析出相的能力。显微组织中奥氏体区域的缺乏在17–4 PH 钢和18Ni 300马氏体时效硬化钢中均观察到，每一个在经历热时效之后观察的。如图4所示为18Ni 300马氏体时效硬化钢的原子探针分析结果。图4ａｂ显示了马氏体显微结构的区域，每一个均经历了热时效。金属间化合物相在封闭等浓度面上形成。相反地，而图4ｃ中的原子探针数据则呈现出AM制造的样品中奥氏体和马氏体区域之间的界面。在奥氏体中的析出相的整个的缺失和马氏体的缺失相比较是非常明显的。图4　 18Ni 300 马氏体时效硬化钢的原子探针层析成像图解： a DED (=LMD)制造的材料同；b 传统制造工艺制造的材料； (c) 另外以一种DED工艺制造的材料的数据 表明其奥氏体和马氏体之间不同的析出行为。AM制造的气氛也影响到制造的17-4PH钢的机械性能。一个关于制造气氛对17-4PH钢的机械性能的影响采用DED技术进行了研究，气氛分别为Ar气和空气。采用AM制造的所有的样品的UTS均比传统的合金的要低，在空气中AM制造的样品的强度得到了增加，在空气中制造的样品在经过热处理之后其UTS为1145MPa。在Ar中在同一状态下增加了7%。进一步的对显微组织进行分析，得出由于非晶氧化物的弥散效应和空气中的N的固溶强化效应造成的。此外，在N2气氛中进行打印时，得到的马氏体会导致17-4PH钢的部件可以获得同传统工艺相当的UTS和韧性，这是因为在拉伸测试过程中的塑性变形造成的显著的应变硬化。下图所示为不同增材制造17-4PH钢样品的UTS和韧性的组合的总结。这一图片也同时显示了传统制造工艺制造的17-4PH钢的性能和AM工艺的对比。从该图中可以看到，AM工艺的参数不同，表面处理不同和后热时效处理不同时，不同研究和不同样品之间的差别比较大。同时对MA制造的合金，其性能的变化也比较大。同时还可以观察到，在没有优化工艺参数的时候以及后热处理，其材料的强度和韧性会比较差。然而，这一图片也同时指出，在优化参数之后，可以获得同传统制造工艺几乎相当甚至还优于传统制造工艺的性能。Facchini 等人曾经报道过可以获得优异的UTS和韧性的组合，其原因是在拉伸测试中的应变诱导马氏体的形成造成的。Rafi等人则将样品中的韧性的增加归因于同一效应。　图5 17–4 PH钢的样在采用AM制造和传统工艺进行制造时的极限抗拉强度和延伸率的结果图在优化的工艺参数条件下和适当的热处理条件下，AM制造的17–4 PH不锈钢的显微硬度可以同传统的工艺制造的17–4 PH不锈钢相当 (450 HV 0.5)。　SLM制造的17–4 PH不锈钢的磨损性能同传统的工艺相比较，主要取决于占据主导地位的磨损机理。干摩擦时，传统工艺制造的样品呈现出比SLM要大得多的磨损速率。这是因为SLM制造工艺所造成得显微组织细小和显微硬度比较高的缘故。然而，在有润滑的条件下，SLM制造的样品则具有较高得磨损速率。这主要归因于润滑剂改变了占据主导地位的磨损机理，从黏附磨损到表面疲劳和磨损转变。图6 AM制造17-4PH钢的示意图，热处理过程和疲劳性能一些关于AM制造 17–4 PH 钢的疲劳研究也同时研究了热处理对这些样品的疲劳性能的影响。在经过固溶退火和时效处理之后，SLM制造的部件将会呈现出比同一热处理工艺条件下的传统工艺的部件的疲劳性能要低。Yadollahi 曾经报道其SLM制造的 17–4 PH 钢的疲劳性能比传统工艺制造的部件的性能要低四倍，这主要归因于SLM制造过程中的缺陷。研究人员同时报道，在经过固溶热处理和时效处理，然后再经过H900的处理，其疲劳性能可以在低周循环时得到提高，但在高周疲劳循环时却变得更差。这归因于热处理导致的对杂质的敏感性的增加。这一敏感性在低周疲劳时不敏感。这一现象在传统的变形合金中没有被观察到。这一现象在SLM制造15-5PH钢的时候也会观察到。制造方向会影响到冷却速率，由此导致显微组织和制造的层层层堆积，从而对SLM制造的样品的机械性能产生巨大的影响。例如，下图为在SEM观察时得到的制造层的横截面的显微组织。在制造样品中存在一定的气孔，平行于制造的样品。采用X射线CT进行扫描，可以观察到缺陷的分布情况。图7 平行于制造层时的横截面的SEM照片和采用Micro-CT 分析得到的沉积态样品中的缺陷，沿着垂直方向给予表示（a和c）和平行制造轴的方向（b和d）未完待续，江苏激光联盟欢迎您的持续关注！文章来源：Additive manufacturing of steels: a review of achievements and challenges,Nima Haghdadi, Majid Laleh, Maxwell Moyle & Sophie Primig [J] 。Journal of Materials Science volume 56, pages 64–107(2021).参考文献：1.Fatigue crack growth behavior of additively manufactured 17-4 PH stainless steel: Effects of build orientation and microstructure，International Journal of Fatigue，Volume 123, June 2019, Pages 168-179。2.Effects of heat treatment and build orientations on the fatigue life of selective laser melted 15-5PH stainless steel，Materials Science and Engineering: A ，Volume 755, 7 May 2019, Pages 235-245，

我国的研究人员一直在不断寻求提高3D打印能力的技术，并在功能上增加了与其他技术的复杂层，如最近出版的“智能增材制造：当前采用人工智能的方法和未来前景”中所详细说明的。研究人员在摘要中对增材制造的需求直截了当且准确无误，并指出“由于其快速增长，基于AM的产品开发过程的效率和健壮性应得到改善。”世界各地的研究人员都认同这种观点，他们不仅希望扩展3D打印等技术的局限性，而且还雄心勃勃地寻求潜在的，看似无限的创新带来的回报。这样的进步正在彻底改变医学和建筑等领域，并在汽车和航空航天等应用中促进生产。3D打印的最大好处无疑是在制造过程中感受到的，因为工业用户可以得到更快的生产周转、更好的可负担性以及制造传统方法无法实现的产品能力。用户在产品开发中的专业知识：01 设计02工艺规划03计划生产04过程监控在人工智能等其他技术的推动下，制造流程可以通过搜索答案、学习和行动的智能代理进一步简化。在这项研究中，研究人员试图确定在使用AI方面可能存在的差距和局限性，并考虑更智能的AM的未来潜力。定义为：“一个完全集成的协作式增材制造系统，能够实时响应以支持无处不在的制造和制造。3D打印产品的智能设计，制造和服务。”智能代理分为三种类型，它们被认为是反射代理，基于目标的代理和基于效用的代理。它们可能参与软件或硬件过程，负责命令和文件的输入和输出，或者它们可以充当图像，方向或声音的传感器。“输入和输出之间的层包含形成问题并生成解决方案的核心功能。这些功能可以基于各种结构化和非结构化的信息和知识。”研究人员说。每种类型的AI代理都允许用户优化流程。例如，基于知识的代理能够为可能缺乏特定生产经验的用户编译数据，而基于目标的代理可用于优化更广阔的设计空间。缺乏应用程序中知识的全面整合:01 需要提高当前模型的准确性和通用性，尤其是在满足对AM过程的更深入了解的同时。02用于收集数据的标准数据库03缺少各种型号的集成04学习模型的应用这项研究的基本主题是在基于AM的流程中对高质量和大量知识的持续需求。具有搜索和计划算法的代理通常需要很大的计算能力。此外，某些任务需要快速响应。在培训和执行阶段分别需要基于学习的实时控制和监视。尽管已经开发了基于云的设计和仿真软件，但无法执行实时任务。因此，应该研究一种新的有效的计算框架来满足这两个要求。由于深度学习的发展，人工智能在许多领域的使用都在增加。AI的独特功能也增加了对基于AM的产品开发的关注。

山东大学，大家都知道是一所著名的985大学，至今已经有百年历史，可谓是老牌大学，这些年，山东大学的名气是一天比一天低沉，因为山东大学的校友都说，山东大学这些年主要工作都在搞房地产，而不是把心思用在学术上，用在培养人才上。现在的山东大学是在2000年组建的一所新的山东大学，当年有山东大学，山东工业大学，山东医科大学组建而成，当年山东大学是教育部直属的全国重点大学，而山东工业大学当年是已经入选211的省属大，山东医科大学是卫生部直属高校。当年的山东工业大学工科实力已经很强大，在电力系统影响力很大，可惜合并后，山东的电气类专业基本上一窝端，全over。当年的山东医科大学是卫生部直属高校，发源于齐鲁大学，当年“西华西，东齐鲁”曾经大名鼎鼎。合并已经20年了，山东大学除了搞了几个校区外（青岛，章丘），基本上其他方面全面趴窝，在第四次学科评估中，山东大学的A+学科只有1个，比中国海洋大学都少，显得很没面子，而双一流建设学科只有2个，更是985高校倒数第2名，显得很丢人。而在去年，山东大学更是因为学伴的事情，顿时名声跌入谷底，幸亏是高考报考后，否则山东大学的招生分数线估计能再创新低。不够今年山东大学推出了一项新举措-微专业，我要对山东大学点赞。这15个微专业是：17个微专业项目来自该校10个学院，涉及人文与社会科学、工程与技术科学、医药科学等领域，内容包括：创新转化管理、知识产权管理、国际组织与跨文化交流、国际中文教育、北斗新时空技术与应用、生物微电子、多元智能、航空超精密加工、医学植入体增材制造、智能网联汽车、智慧交通与智能建造、城市地下空间规划、卫生检验、医学数据、健康管理与政策、老年与慢病照护、心身健康与维护等。微专业建设，是学校基于学科综合优势，主动适应新技术、新业态、新模式、新产业的需求，加快布局未来战略必争领域的人才培养的具体举措，是为构建新型跨学科专业组织模式、促进学科专业交叉融合和产学研用协同发展，而实施的多样化办学模式探索咱们来看看这些微专业，咱毕竟是大学专业方面的专家，对大学专业很了解。不过这些专业，我不是很看好，因为这些专业名称感觉很花哨，但是我都不看好，比如文科专业：创新转化管理、知识产权管理、国际组织与跨文化交流、国际中文教育、这几个专业毕业后，我不知道会干啥，尤其国际中文教育早在其他大学成了大冷门专业。工科专业：北斗新时空技术与应用、生物微电子、多元智能、航空超精密加工、医学植入体增材制造、智能网联汽车、智慧交通与智能建造、城市地下空间规划应该北斗新时空技术与应用和生物微电子，多元智能都是滇西信息类专业，一个侧重北斗GPS应用，一个是生物微电子，一个多元智能，我都不知道是干啥的，而航空超精密加工，医学植入体增材制造是传统制造行业的延伸，智能网联汽车，智能交通与智能制造，城市地下空间规划，也算有些新意。卫生检验、医学数据、健康管理与政策、老年与慢病照护、心身健康与维护等。这几个医科专业，我一个也不看好，还是去学临床医学比较好。最后说一下我的个人建议，对于本科专业，不要学那么细，多学经典学科，想进一步学习，就考研，本科生不可能学的深，比如那个什么北斗新时空技术，你就学通信，然后读研，在研究北斗gps方向。生物微电子，本科就学电子计算机，然后读微电子生物方向的研究生。人工智能也是这样，至于那一堆医学微专业，一句话：都是垃圾。老铁们，你们怎么看呢？