航空裝備電子束增材制造技術發展及路線圖

張國棟, 許喬郅, 鄭 濤, 郭紹慶, 熊華平

（中國航發北京航空材料研究院 3D打印研究與工程技術中心, 北京 100095）

增材制造（additive manufacturing，AM）技術被認為是制造技術的一次革命性突破[1]。與傳統制造技術相比，增材制造技術能夠實現復雜零件的無模具快速成形，加工余量小，材料利用率高等特點，在航空裝備領域具有廣泛的應用前景[2-3]。

按照所采用的熱源種類不同，增材制造技術主要分為激光增材制造、電子束增材制造以及電弧增材制造。按照所用原材料和成型方式的不同，電子束增材制造分為基于絲材的電子束熔絲增材制造技術和基于預置粉末的電子束選區熔化增材制造技術。電子束熔絲增材制造技術是在真空環境中，用高能量密度的電子束轟擊金屬表面形成熔池，送絲裝置將金屬絲材送入熔池并熔化，同時熔池按照預先規劃的路徑運動，金屬凝固、逐線、逐層堆積，形成致密的冶金結合，直接制造出金屬零件或毛坯（圖1（a））。電子束熔絲增材制造具有成形效率高、真空環境材料冶金質量優、絲材成本低、可制造大尺寸結構件等特點[4]。此外，作為定向能量沉積工藝方法的一種，電子束熔絲增材制造技術也可用于零件的修復。

電子束選區熔化增材制造技術是利用計算機把零件的三維模型進行分層處理，獲得各層截面的二維輪廓信息并生成成形路徑，電子束按照預定的路徑進行二維圖形的掃描預熱及熔化，熔化預先鋪放的金屬粉末，逐層堆積，最終實現金屬零件的近凈成形（圖1（b））。……