2.5　激光工程化净成形（LENS）的应用

LENS技术主要应用于国防、航空航天和医疗器械等方面，可制备功能梯度材料，修复钛合金叶片和整体叶盘等部件，并且其力学性能达到锻造水平，也可运用到直升机、客机、导弹和 F-22战斗机的制造中[19]。北京航空航天大学王华明教授团队用 LENS技术研究出高含碳量（9%～12%）的激光熔覆超高碳Cr-Ni-C高温自润滑特种耐磨涂层的新材料，并成功应用到我国某新型航空发动机关键热端高温耐磨运动副零部件上[43]。此技术还用在医疗植入，采用与人体相容性良好的 Ni、Ti合金材料，制备出空隙率达70%的植入体，延长了植入体的使用寿命[44]。

3、总结与展望：

金属3D打印技术具有诸多的优势，在航空航天、石油天然气、海洋、汽车、制造工具和医疗领域开始得到广泛应用。首先，它可以大大减少买飞比（输入材料质量与最终零件质量之比）。对于传统制造工艺，航空发动机和结构部件的买飞比分别高达 10:1和20:1，金属 3D打印可以根据零件要求逐层添加材料成形所需要的构件，将买飞比降低到 1:1。其次金属3D打印可以生产高度复杂的零件和自由设计的零件，它可以使用有限元分析（FEA）来优化结构，生产出具有低密度、高强度、高能量吸收和良好热性能的晶体结构，可用于轻量化和更好的散热。金属 3D打印还可以减少制造零件所需的模具，降低装配要求，将装配所需的零件数量集成到单个零件中，以减少制造时间，降低制造工艺要求并优化所需的机械性能。虽然金属3D打印技术取得了重大进展和技术进步，但在速度、准确性、工艺控制和成本效益等方面的表现仍有待提高。现今研究和开发工作的重点是解决仪器成本、构建速度、原料成本、表面光洁度、零件尺寸以及质量和认证等突出问题。

目前3D打印金属零件昂贵，随着金属3D打印技术的逐步发展，预计制造成本会下降，表面光洁度的提升、零件质量的改进及零件尺寸的增加将会使其在各行各业开辟应用空间。未来可以根据材料的属性-结构-加工关系来预测零件性能，实现前期工艺质量缺陷监测，节省所需的原材料和制造时间。预测工艺模型化，更好地了解物理和冶金机制来应对性能变化，可将金属3D打印技术的优势发挥到淋漓尽致。