激光增材制造技術(shù)是一門融合了激光、計算機軟件、材料、機械、控制等多學(xué)科知識的系統(tǒng)性、綜合性技術(shù)。采用離散化手段逐點或逐層“堆積”成型原理，依據(jù)產(chǎn)品三維CAD模型，快速“打印”出產(chǎn)品零件，徹底改變了傳統(tǒng)金屬零件，特別是高性能難加工、構(gòu)型復(fù)雜等金屬零件的加工模式。

　　激光增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用是結(jié)構(gòu)和功能性金屬部件的快速制造，迄今為止發(fā)展比較成熟的工藝有激光熔化沉積技術(shù)和激光選區(qū)熔化技術(shù)。

　　
激光3D打?。ㄇ埃┘拌T造的（后）空客機翼支架

　　依靠自身的技術(shù)特點，激光增材制造技術(shù)在航空航天工業(yè)制造中展現(xiàn)去了無與倫比的優(yōu)越性。美國和歐盟等國家開始大力發(fā)展增材制造，以將其應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。2012年8月，美國增材制造創(chuàng)新研究所成立，聯(lián)合了賓夕法尼亞州、俄亥俄州和弗吉尼亞州的14所大學(xué)、40余家企業(yè)、11家非營利機構(gòu)和專業(yè)協(xié)會。歐洲航天局則于2013年10月公布了“驚奇”計劃，該計劃將匯集28家機構(gòu)來開發(fā)新的金屬零部件，新部件要比常規(guī)部件更輕、更堅固、更廉價，旨在“將增材制造帶入金屬時代”。此外，美國Boeing公司、LockheedMartin公司、GE航空發(fā)動機公司、Sandia國家實驗室和LosAlomos國家實驗室、歐洲EADS公司、英國Rolls-Royce公司、法國SAFRAN公司、意大利AVIO公司、加拿大國家研究院、澳大利亞國家科學(xué)研究中心等大型公司和國家研究機構(gòu)都對增材制造在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用開展了大量研究工作。

　　我國在金屬材料激光增材制造處于世界先進水平，但是仍和歐美等發(fā)達國家存在一點的差距。西北工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等團隊針對航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)件高性能、輕量化、整體化、精密成形技術(shù)的迫切需求，開展了鈦合金、高溫合金、超高強度鋼和梯度材料激光增材制造工藝研究，突破結(jié)構(gòu)件的輕質(zhì)、高剛度、高強度、整體化成形，應(yīng)力變形與冶金質(zhì)量控制，成形件組織性能優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。

　　
激光增材制造修復(fù)葉片

　　隨著激光增材制造技術(shù)的發(fā)展，其在航空航天制造領(lǐng)域扮演著愈來愈重要的較色，但是要真正的實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還有很長的路要走。航空航天工業(yè)制造工藝的特殊性對激光增材制造就是提出了更高的要求。

　?。?）更加深入的機理研究。激光金屬增材制造的物理、化學(xué)、力學(xué)和材料冶金現(xiàn)象極其復(fù)雜，技術(shù)難度很大，國內(nèi)外對金屬零件激光增材成形內(nèi)部組織形成規(guī)律和內(nèi)部缺陷形成機理、零件內(nèi)應(yīng)力演化規(guī)律及變形開裂行為等關(guān)鍵基礎(chǔ)問題缺乏深入的認識和研究。

　　（2）優(yōu)化的工藝保證更高的加工質(zhì)量。航空航天工業(yè)高工藝要求對激光增材制造技術(shù)提出更大的挑戰(zhàn)。需要擴大材料體系、突破零件尺寸來擴大激光增材技術(shù)的適用范圍，開發(fā)實時監(jiān)測反饋系統(tǒng)、優(yōu)化設(shè)備和工藝參數(shù)來提高加工精度及表面質(zhì)量。

　?。?）質(zhì)量檢測新手段和新的加工標準的建立。由于激光增材成形零部件往往形狀非常復(fù)雜，而且在制造的時候是一體式一次制造完成的。因此使用傳統(tǒng)的方法進行檢測和測試而不對部件造成影響是很困難的，新的檢測手段必然會引起加工標準的變革。

　?。?）更優(yōu)化的軟件、數(shù)據(jù)庫支持。增材制造成形路徑的規(guī)劃、支撐添加以及數(shù)據(jù)庫參數(shù)支持對加工質(zhì)量和成形效率有著決定性的影響。

　　（5）激光增材制造技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)的有機結(jié)合。將增材制造技術(shù)成形復(fù)雜精細結(jié)構(gòu)、直接近凈成形的優(yōu)點與傳統(tǒng)制造技術(shù)高效率、低成本、高精度、優(yōu)良的表面質(zhì)量的優(yōu)勢結(jié)合起來，形成最佳的制造策略。

　　激光增材制造是一個涉及激光、機械、數(shù)控、材料等的多學(xué)科交叉新技術(shù)，并且發(fā)展時間很短，相對于鑄、鍛、焊、粉末冶金、機械加工等傳統(tǒng)的制造技術(shù)而言，其技術(shù)成熟度還有顯著差距，需要開展系統(tǒng)深入的基礎(chǔ)研究和工程化研究工作。此外，多團隊的精誠合作也是保障增材制造得以進一步發(fā)展的基石，以利于增材制造在航空領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

　　高速、高機動性、長續(xù)航能力、安全高效低成本運行等苛刻服役條件對飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料和制造提出了更高要求。增材制造讓飛行器輕量化、整體化、長壽命、高可靠性、結(jié)構(gòu)功能一體化以及低成本運行成為可能，而航空航天領(lǐng)域則讓增材制造插上了騰飛的翅膀！