說起增材制造，可能有人沒聽說過，然而說起它的另一個名稱：3D打印，那就無人不識了。

其實，“增材制造”這個名稱更能說明這一加工方式的本質(zhì)。從古到今，為了實現(xiàn)把“原始材料加工成我們需要的形狀”這一目的，人類可以說是煞費苦心。從石器時代的削木為矛、劈石為斧，到后來的車削、銑削、鉆削、倒角，再到電化學、化學、高溫加工，工藝雖然進步了，然而思路仍然是一脈相承的，就是通過各種方式，把加工材料整體的某一部分剝離或者分解。

而增材制造之所以被稱作劃時代的技術(shù)，是因為它更像是“搭積木”的過程，用粉末狀的材料為原料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造我們需要的物體。如果說傳統(tǒng)加工技術(shù)是“做減法”，那么增材制造就可以說是“做加法”。一個是“從有到無”，一個是“從無到有”，這是工業(yè)生產(chǎn)思路上的革命性變革。

而激光的靈活多變性與增材制造的高自由度，可以說是天造地設(shè)的一對了。選擇性激光熔化沉積（Selective Laser Melting Deposition，SLM）工藝中，激光可以成為增材制造的高功率優(yōu)質(zhì)熱源，無論是金屬、塑料、陶瓷等材料，都可通過激光熔化并逐層堆積成型，最終形成需要的3D結(jié)構(gòu)。而另一種光固化成型技術(shù)（Stereo lithography Apparatus，SLA），是通過紫外線或激光束將液態(tài)光敏樹脂照射固化成型。由點到線，由線到面，形成所需的三維結(jié)構(gòu)。

激光增材制造的零件結(jié)構(gòu)精細，性能優(yōu)異，常用于航空航天，汽車船舶、醫(yī)療健康等對產(chǎn)品等精密度、性能要求較高的行業(yè)。這是由于激光增材制造加工相對于傳統(tǒng)的加工模式有著如下優(yōu)勢：

01 效果精密入微

由于增材制造是通過逐層堆積而搭建形成的，可以事先在軟件中設(shè)計好需要的幾何形狀。加工時候，“做減法”的思路對于工件內(nèi)部的細致結(jié)構(gòu)，或者空腔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可能無能為力（雖然現(xiàn)在也有激光內(nèi)雕的技術(shù)，但通常只適用于透明材料，有局限性）。但是對于增材制造，即使再精細的結(jié)構(gòu)也可以從微末開始“聚沙成塔”，實現(xiàn)加工效果。

02 既可個性化，又可通用化

增材制造技術(shù)本身具有極高的靈活性，可以根據(jù)需求來制作定制化產(chǎn)品，從而滿足特殊需求。比如醫(yī)療場景中，牙疾患者需要定制一款假牙，通用產(chǎn)品不能完美適配的情況下就可以定制化制作相關(guān)產(chǎn)品。對大型設(shè)備而言，西北工業(yè)大學也使用激光增材制造工藝，為中國商飛C919生產(chǎn)了超過3米長度的TC4合金翼肋條。增材制造數(shù)據(jù)通過軟件輔助，可以在控制加工條件的情況下，對物體的幾何形狀，尺寸和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)完美復刻。

03 材料利用率高

增材加工是真正意義上的“無損耗加工”。傳統(tǒng)意義上的加工，“做減法”的過程就意味著，切割、車削和雕刻等方式必然會產(chǎn)生一定的廢料。增材制造技術(shù)直接按需加工材料，理論上可以實現(xiàn)需要多少材料就準備多少，減少了廢料的產(chǎn)生。雖然當前增材加工成本仍然不容忽視，但“無損加工”將是未來的發(fā)展趨勢。

2022年增材制造使用比例排名前三的行業(yè)，分別是航空航天、醫(yī)療、汽車行業(yè)?？梢姡统杀径?，當前的增材制造仍然存在著一些局限性，不適合在利潤率不夠高的行業(yè)推廣。與其說是一種新的加工方式，不如說，增材加工為制造業(yè)提供了一種具有延伸價值的“思路”。激光技術(shù)與增材加工的完美融合，將不僅局限于現(xiàn)在的SLM，SLA等加工工藝，更有潛力在“做加法”的道路上開拓更多工藝模式。

編輯：黃飛

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