姚建华说，高端装备制造是浙江省和国家未来发展的重要方向，但目前我国存在基础研究薄弱、先进制造手段缺乏、制造过程能耗大等问题，严重制约其发展，而作为实现这一突破的关键技术，3D打印由于存在着效率低、成本高及质量难以控制三大难题，成为了现阶段实现工业化应用的主要瓶颈。

瞄准三大难题，结合先前经验，姚建华团队创新的将3D打印与超音速冷喷涂技术相融合，提出了超音速激光沉积技术，该技术利用了超音速激光沉积技术和激光熔覆技术的各自优势，具有沉积效率高、温度低、成本低、性能高等优点，是一种极具潜力的新型金属3D打印技术。

浙江工业大学机械工程学院姚建华教授介绍相关技术

“就以汽轮机叶片为例，这项技术又可以让它的防水蚀能力实现突破。”指着实验室里躺着的一个叶片，姚建华向记者介绍起来。具备高度防水蚀的汽轮机叶片在国际市场上单价卖到2-3万欧元，相当于一台奥迪车的价格，而国内一个百万发电机组里面就需要用到一千多个不同型号的叶片。随着使用时间的增加，叶片迎风的部位会出现破损，这势必要让发电机组停机后进行维修或者叶片的更换。

但是有了新型金属增材制造技术后，这一现象就能得到根本的改观。一方面，对现有叶片的维修成本能够大大降低，将破损的叶片用强度更高的材料进行金属3D打印即可修复；另一方面，在全新叶片的制造过程中，除了运用激光表面强化外，在关键部位能够用强度更高的材料进行一体化打印制造，极大地提升叶片的使用寿命，预计用新型增材制造技术，其效率和性能比目前单一的激光3D打印至少增加数倍，而且成本不增反降。

姚建华说，目前课题组是国际上首个提出将超音速冷喷涂沉积与激光技术相结合实现金属3D打印的观点。在前期基础研究基础上，协同创新中心将联合剑桥大学合作等国内外顶级团队，通过对超音速动量场与高能激光束温度场等多能量场耦合关系、沉积层颗粒和沉积层之间的固态结合机理以及增材制造形成过程中缺陷及应力的产生机制等科学问题的研究，获得实现增材制造必须的工艺及质量控制方法，打破现有金属零部件增材制造技术瓶颈，最终利用该技术实现高端装备关键零部件的高效率、高品质、低成本智能化增材制造，为浙江乃至全国制造业转型升级提供关键技术支撑。

姚建华教授，博士生导师，现任浙江工业大学激光加工技术工程研究中心主任，浙江省高端激光制造装备协同创新中心执行主任，特种装备制造与先进加工技术教育部(浙江省)重点实验室副主任，兼任美国激光学会会员，中国光学学会激光加工委员会常务委员、中国机械工程学会特种加工委员会常务理事、中国机械工程学会高能密度委员会副主任委员等。受国家留学基金委等资助先后赴美国密歇根大学、英国剑桥大学和美国内布拉斯加林肯大学留学访问。

来源：浙江在线

现在，又一家Wolf Robotics推出了用于替代铸造和锻造的多进给、多材料的大型增材制造设备，其原材料也是金属丝。某种意义上，3D打印的确是个跨界的领域。

正如传统CNC机床厂商纷纷推出自己的混合增材制造设备一样，机器人也纷纷进入到3D打印领域。

而之前，最经典的项目莫属于英国的核电站增材制造自动化单元了，由库卡承建，耗资1万欧元，占地10米x5米的增材制造单元由通过安装在一个三轴九米龙门的六轴机器人组成，在直径3.5米的转盘上装载着二轴机械手。机器人通过进行“TOPTIG”电弧焊的方式来完成增材制造，系统中集成了金属线送入焊枪，是由法国液化空气集团专门为机器人焊接应用开发的。

随着，机器人+金属丝+电弧焊/离子焊的方式在商业化的进程中渐入佳境，尤其是空客的Premium Aerotec工厂通过Norsk Titanium的快速等离子沉积™技术进行A350 XWB飞机上的钛合金零件的生产，以及纽约州投资1.25亿美元，通过十几台Norsk Titanium生产航空航天零件。新进入者纷纷打破了市场的垄断格局，而这个市场之前一直是由Sciaky的EBAM技术所主导的。

与其他的设备相同之处是，Wolf Robotics的机器人按照计算机辅助设计模型的路径来焊接材料以创建三维几何形状，从而创造近净形零件，用于制造大型钛合金航空航天零件，或者是小批量零件，通过避免铸造和锻造的过程节约费用，节约材料。

Wolf Robotics将自己的技术命名为Robotic Big Area Additive Manufacturing (R-BAAM) ，其独特的能量系统叫做Surface Tension Transfer (STT)，其典型的特点是支持多进给的联动加工，并且可以同时使用多种材料。

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送粉的LENS技术，在我国，西安铂力特的LSF设备就是这类技术的代表。除此之外，典型企业还有美国的OPTOMEC公司，法国BeAM公司，德国通快以及专为CNC机床公司提供增材制造包的HYBRID公司。

本期，我们来看一下西安铂力特，法国BeAM在航空航天领域的发展情况。

铂力特

西安铂力特在2011年成立之前，其依托的西北工业大学与1995年就开创了国内金属增材制造技术研究的先河，2012年，铂力特的“激光立体成形技术及国家C919飞机复杂钛合金构件生产制造”项目获得国家重大科技成果转化项目资助。2015年，铂力特为航空航天领域打印零部件6000多件。

西安铂力特服务的领域来自航天科工、航天科技、中航工业、中国电子、兵器工业以及空客、赛峰、GE等百余家企业。

值得一提的是，铂力特LSF系列设备BLT-C600继2015年捧回红点设计大奖后，BLT-C600再度登上国际舞台，斩获2016年德国IF设计奖，设备不仅在外观上更富设计感，在功能设计上更注重用户体验。

BeAM

法国BeAM的金属3D打印技术多用于法国的航空航天和飞机制造业，尤其是在修复航空航天零部件方面。在2015一年，其来自美国的一家客户就用BeAM公司的LENS技术设备修复了超过800件航空航天零部件，这些零部件随后就被投入重新的飞行使用中。

成立于2012年，到目前为止，BeAM已经售出了三台工业级金属3D打印设备：一台卖给了赛峰集团，两台卖给了Chromalloy，Chromalloy是一家提供燃气涡轮发动机的制造和维护服务的制造商和运营商。BeAM的下一步将进入国防、核能、石油和天然气领域。

随着德国通快的加入，3D科学谷可以预见，LENS技术市场的竞争将更加激烈，而通过为大量的客户提供打印和零件修复服务的设备厂商，积累了大量的know how, 这些know how将助他们华丽转身，从设备提供商升级为解决方案提供商。

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