增材制造(也称为3D打印)领域正在获得大量应用和飞速发展。这个快速增长的领域使制造商能够生产出更复杂和更轻巧的部件，同时减少材料浪费。业界对于增材制造材料在制造条件下将表现出怎样的行为不断提出各种问题：材料是否经久耐用？腐蚀是否会成为一个问题？部件是否能够承受应力？

       有鉴于此，美国最早的理工科大学之一马萨诸塞州伍斯特理工学院(MPI)的教师和学生正在开展多项课题研究，主要目的是揭示增材制造中材料的处理工艺、结构和性能之间的关系。

虽然增材制造材料的类型多种多样——包括聚合物、陶瓷、玻璃和树脂——但伍斯特理工学院专门研究金属和合金的增材制造，令人瞩目。

       “我们的工作很独特，”伍斯特理工学院机械工程副教授Jianyu Liang博士介绍说。“不同的专业首次携手工作，使我们能够从材料科学的角度来了解，增材制造的条件是怎样影响材料性能的。”

学院正在进行的一些研究涉及到军方项目，优异的性能至关重要。举例来说，如果坦克、直升机或枪支上的部件在战斗中损坏，增材制造能够让士兵们在战场上得到可靠的更换件，而不必等待修理。

Liang博士的研究小组同伍斯特理工学院机械工程教授和热处理杰出技术中心(CHTE)技术主管Richard Sisson密切合作。研究小组采用热等静压或其他热处理方法对增材制造部件进行处理，使材料能够在不产生应力断裂、腐蚀、孔洞或其他机械性能缺陷的情况下达到最佳性能。

       精细冷喷涂工艺

       研究小组正在进行的工作之一是研究一种叫作精细冷喷涂的增材制造工艺。这是一种同更为人熟知的热喷涂工艺相类似的固态沉积工艺，二者之间的主要区别在于，热喷涂原料的粉末颗粒要经过熔化，而冷喷涂的粉末则在整个工艺过程中保持固体状态。

       工艺

       在图1中，您可以看到气体入口。气体被用来对粉末颗粒进行加速。

图1. 冷喷涂工艺

       通常使用氮气或氦气，因为这两种化学元素的分子量都很小，而它们的膨胀系数都很大。气体经过控制模块后分成两路，分别被送至电加热器和粉末给料器。电加热器使气体温度升高到