國(guó)外金屬3D打印技術(shù)發(fā)展歷史！

3D打印技術(shù)最早興起于歐美國(guó)家，是工業(yè)制造領(lǐng)域發(fā)展速度較快的技術(shù)之一。如今，他不僅與其他制造技術(shù)聯(lián)合使用，還可以獨(dú)立制作原型和成品。金屬3D打印技術(shù)制備的零件精準(zhǔn)、性能好，常應(yīng)用于航空航天、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。

1. 啟蒙階段

定向能量沉積（DED）是最早出現(xiàn)的一類金屬3D打印技術(shù)，起源于二十世紀(jì)二三十年代。1922年，Bbker在專利中描述了一種通過(guò)焊接沉積成形裝飾性焊接制品的方法，其技術(shù)原理與后來(lái)發(fā)展起來(lái)的基于同步送絲的電弧/電子束/等離子定向能量沉積技術(shù)類似。在此后的三四十年內(nèi)，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了多個(gè)源于焊接思想的DED工藝。1972年，Ciraud發(fā)明了一種將金屬粉末直接送入局部熱源熔化沉積成形金屬零件的方法，。這項(xiàng)技術(shù)與目前廣泛應(yīng)用的基于同軸送粉的激光定向能量成績(jī)（DED-L）技術(shù)已經(jīng)十分接近。除上述技術(shù)外，1979年Houshoder提出了通過(guò)分層鋪粉、選區(qū)成形三維零件的制造思想，這位后來(lái)發(fā)展起來(lái)的激光/電子束PBF工藝提供了技術(shù)雛形。但是，受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制，復(fù)雜零件的三維建模及分層切片等數(shù)字化模型處理技術(shù)在當(dāng)時(shí)還比較困難。只能制作一些簡(jiǎn)單的零件。

2. 快速成形階段

20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代意義上的金屬3D打印技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)。1986年Deckard在其專利中提出了激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）技術(shù)，成形的材料既可以是高分子材料也可以使金屬材料。1989年，某國(guó)發(fā)明了一類選擇性噴射沉積液態(tài)黏結(jié)劑粉末材料的3D打印工藝，即黏結(jié)劑噴射（MJ）技術(shù)，成形的材料同樣也可以使高分子材料也可以是金屬材料。但是，受到激光、電子束等能量密度低的限制，這一時(shí)期的金屬3D打印技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)金屬構(gòu)件的直接制造，成形的零件需要進(jìn)行脫脂、燒結(jié)固化等后續(xù)處理。

3. 快速制造階段

20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，激光、電子束等高能束技術(shù)的飛速的發(fā)展，能量密度不斷提高，金屬3D打印逐漸步入高性能復(fù)雜金屬構(gòu)件直接進(jìn)行快速制造。1995年，某國(guó)激光研究所提出了激光選區(qū)熔化（SLM）成形技術(shù)的思想。同年，某國(guó)學(xué)院提出了利用電子束做能量源將金屬絲熔化進(jìn)行三維制造的假設(shè)。2000年，提出了薄材疊層（SL）制造思想基礎(chǔ)上，發(fā)明了適用于金屬薄材疊層制造三維零件的專利，即電子束選區(qū)熔化（SEBM）技術(shù)。2002年，國(guó)外分別推出了SLM和SEBM商業(yè)化裝備，可成形接近全致密的精細(xì)金屬零件和模具，其性能達(dá)到同質(zhì)鍛件水平，同時(shí)標(biāo)志著金屬3D打印有快速成形階段進(jìn)入快速制造階段。

4. 產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段

近十年，特別是2012年以來(lái)，隨著工藝、材料和裝備的日益成熟，金屬3D打印技術(shù)在航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，基本進(jìn)人了產(chǎn)業(yè)化的初級(jí)階段。此外，國(guó)內(nèi)外在3D打印的經(jīng)典理論和方法基礎(chǔ)上，又發(fā)展了一些新的金屬3D打印工藝和方法，如噴墨液態(tài)金屬3D打印、金屬微滴3D打印、冷噴涂沉積、噴射沉積、激光重熔復(fù)合成形等，極大豐富和擴(kuò)大了金屬3D打印的材料種類和應(yīng)用范圍。

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隨著金屬3D打印技術(shù)不斷地發(fā)展，如今，3D打印的零部件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，甚至將3D打印技術(shù)帶入太空進(jìn)行修補(bǔ)和打印太空零部件。未來(lái)的金屬3D打印技術(shù)也會(huì)推動(dòng)第三工業(yè)革命。