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金属增材制造技术在航空领域的发展与应用
高能束流增材制造以激光/ 电子束作为热源，利用“离散 - 堆积”原理，通过熔化粉末或丝材逐层堆积，实现金属零件的直接制造，未来必将对航空制造技术的发展产生深远影响。
新一代飞行器不断向高性能、高可靠性、长寿命、低成本方向发展，越来越多地采用整体结构，零件趋向复杂化、大型化，从而推动了增材制造技术的发展与应用。增材制造技术从零件的三维CAD 模型出发，无需模具，直接制造零件，可以大大降低成本，缩短研制周期，是满足现代飞行器快速低成本研制的重要手段，同时也是满足航空航天超规格、复杂金属结构制造的关键技术之一。
中航工业北京航空制造工程研究所增材制造专业是高能束流加工技术重点实验室的主要研究方向之一，以关桥院士为首、以中青年博士、硕士为骨干的研究团队，涵盖成形工艺、装备开发、软件设计、性能测试等各个领域，形成了较为完整的专业体系。多年以来，重点实验室增材制造专业先后承担了国防预研基金、航空支撑项目、航空基金、型号技术攻关项目等30 余项，进入了快速发展期。重点开展的研究方向有电子束熔丝沉积、电子束选区熔化、激光直接沉积和激光选区熔化等金属高能束流增材制造技术，实现了技术与应用的重要突破。采用电子束熔丝沉积成形技术制造的飞机钛合金零件和采用激光选区熔化技术制备的空间曲面复杂孔格金属结构零件均在国际上率先实现了装机应用，目前正积极努力将科研成果更多、更快、更好地推广应用于国家重大装备的研制生产中。
电子束熔丝沉积成形
电子束熔丝沉积技术又称为电子束自由成形制造技术（Electron Beam Freeform Fabrication，EBF3）。在真空环境中，高能量密度的电子束轰击金属表面形成熔池，金属丝材通过送丝装置送入熔池并熔化，同时熔池按照预先规划的路径运动，金属材料逐层凝固堆积，形成致密的冶金结合，直至制造出金属零件或毛坯。其原理见图1。
图1 电子束熔丝沉积成形原理图
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