激光3D打印是以合金粉末為原料，通過激光熔化逐層堆積，從零件數(shù)模一步完成高性能大型復(fù)雜構(gòu)件的成型。利用激光打印直接而成的鍛件，重量和性能均優(yōu)于傳統(tǒng)鍛件。

花費(fèi)十年時(shí)間，武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室完成全球效率、尺寸最大的高精度金屬零件激光3D打印裝備。這讓中國成為繼美國之后，第二個(gè)能夠在實(shí)際應(yīng)用中利用3D打印技術(shù)制造飛機(jī)零件的國家。

此前，中國在激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting，下稱SLM）技術(shù)領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平相比有較大差距，大部分裝備依賴進(jìn)口。據(jù)華中科技大學(xué)新聞網(wǎng)消息，4月26日由武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室完成“大型金屬零件高效激光選區(qū)熔化增材制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備（利用激光3D打印技術(shù)）”，由四臺(tái)500W光纖激光器、四臺(tái)振鏡分區(qū)同時(shí)掃描成形，是一臺(tái)體積為500×500×530mm3的四光束大尺寸SLM增材制造裝備，成形效率和尺寸迄今為止均為同類設(shè)備中世界最大。SLM是一種基于自動(dòng)鋪粉的激光選區(qū)熔化成形技術(shù)。

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)人員介紹，該裝備解決了中國航空航天復(fù)雜精密金屬零件在材料結(jié)構(gòu)功能一體化及減重等關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜金屬零件的高精度成形、提高成形效率、縮短裝備研制周期等目的。

中國3D打印網(wǎng)資料顯示，目前3D打印技術(shù)通常分為四類，包括固化成形技術(shù)、疊層實(shí)體制造技術(shù)、熔融沉積造型技術(shù)和激光燒結(jié)技術(shù)（即激光3D打印技術(shù)）。

航空工業(yè)領(lǐng)域最前沿的3D打印技術(shù)就是激光3D打印，該技術(shù)是以合金粉末為原料，通過激光熔化逐層堆積，從零件數(shù)模一步完成高性能大型復(fù)雜構(gòu)件的成型。其優(yōu)勢(shì)在于能夠制造出采用傳統(tǒng)鑄造和機(jī)械加工方法難以獲得的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，幾乎沒有材料是浪費(fèi)的。

一般而言，航空工業(yè)應(yīng)用的3D打印主要集中在鈦合金、鋁鋰合金、超高強(qiáng)度鋼及高溫合金等材料，這些材料強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易成型加工，屬于傳統(tǒng)加工工藝成本高昂的類型。

美國在1990年代，開始應(yīng)用3D技術(shù)制造戰(zhàn)機(jī)，稱為近凈成型加工技術(shù)，在戰(zhàn)機(jī)F-22、F-35都有應(yīng)用。當(dāng)時(shí)由美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DRAPA）牽頭，組織美國30多家企業(yè)對(duì)這一技術(shù)長期研究。

中國航天航空工業(yè)的資料顯示，西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的“激光立體成型”3D打印技術(shù)，已經(jīng)用于國產(chǎn)大飛機(jī)C919的制造。中國利用激光打印直接制造C919飛機(jī)的中央翼根肋，傳統(tǒng)鍛件毛坯重達(dá)1607公斤，而利用激光成型技術(shù)制造的精坯重量僅為136公斤，節(jié)省了91.5%的材料，經(jīng)過測試，其性能比傳統(tǒng)鍛件還要好。

隨著航空航天裝備不斷向輕量化、長壽命和低成本方向發(fā)展，一些關(guān)鍵金屬零件復(fù)雜程度越來越高，制造周期要求越來越短，使得中國現(xiàn)有制造技術(shù)面臨系列共性難題——零部件耗損，這制約了航空航天裝備技術(shù)水平的提高。

其中金屬零件的激光3D打印技術(shù)是各種3D打印技術(shù)中難度系數(shù)最大的，尤其基于自動(dòng)鋪粉的激光選區(qū)熔化成形技術(shù)SLM，主要特點(diǎn)是加工精度高、后續(xù)幾乎不需要機(jī)械加工，可以制造各種復(fù)雜精密金屬零件，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化、輕量化。

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