新材料在增材制造中的应用及影响

材料作为产品制造的物质，不但决定着产品的外在品质与内在性能，也决定着产品的加工方式。自20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱以来，材料研究一直得到高度重视和迅猛发展。随后，新材料、信息技术与生物技术又被并列为新技术革命的重要标志。在机械制造业，新材料更是有力地促进了传统制造业的改造和先进制造技术的涌现。

基于材料堆积方式的增材制造技术改变了传统制造的去除材料加工方法，材料是在数字化模型离散化基础上通过累积式的建造方式堆积成型。因此，增材制造技术对材料在形态和性能方面都有了不同的要求。在早期的增材制造工艺方法研究中，材料研发根据工艺装备研发和建造技术的需要而发展，同时，每一种增材制造工艺的推出和成熟都与材料研究与开发密切相关。一种新的增材制造材料的出现往往会使增材制造工艺及设备结构、成型件品质和成型效益产生巨大的进步。用于增材制造的材料根据实体建造原理、技术和方法的不同分为薄层材料、液态材料、粉状材料、丝材等。不同的制造方法对应的成型材料的性状是不同的，不同的成型制造方法对成型材料性能的要求也是不同的。在增材制造技术发展初期，一般都是设备制造商在从事所需求的材料的研究。但随着增材制造技术的发展和推广，许多材料专业公司也加入到增材制造材料的研发中，增材制造材料正向高性能、系列化的方向发展。

根据目前较为常用的增材制造材料种类来看，一般根据材料的性状分类比较清晰，见表3-1。

表3-1 增材制造材料的种类

增材制造材料及其性能不仅影响着制件的性能及精度，而且也影响着与制造工艺相关联的建造过程。增材制造工艺对材料性能的总体要求有如下几个方面：(www.xing528.com)

1）适应逐层累加方式的增材制造建造模式。

2）在各种增材制造的建造方式下能快速实现层内建造及层间连接。

3）制作的制件具有一定的尺寸精度和尺寸稳定性。

4）确保制件具有一定的力学性能及性能稳定性。

5）无毒、无污染。