南京航空航天大學(xué)教授顧冬冬：航空航天高性能輕合金構(gòu)件激光增材制造形性調(diào)控

2019年9月19-21日，IAME中國(guó)（西安）國(guó)際3D打印博覽會(huì)暨高峰論壇將在西安高新國(guó)際會(huì)議中心舉辦。2019IAME旨在搭建增材制造（3D打�。┛萍紕�(chuàng)新的開放合作共享交流平臺(tái)，匯聚全球頂尖的增材制造（3D打�。╊I(lǐng)域成果及人才，促進(jìn)行業(yè)各環(huán)節(jié)、產(chǎn)業(yè)鏈的銜接融合。南極熊作為戰(zhàn)略合作媒體，到西安現(xiàn)場(chǎng)全程報(bào)道。

2019年9月 20 日“增材制造技術(shù)與航空航天論壇”，南京航空航天大學(xué)教授顧冬冬做了主題是《航空航天高性能輕合金構(gòu)件激光增材制造形性調(diào)控》的報(bào)告。

下面是現(xiàn)場(chǎng)速記：
非常榮幸有這次機(jī)會(huì)和大家交流一下我們南航的團(tuán)隊(duì)在航空航天高性能輕合金構(gòu)件上的一些工作，我們?cè)诟咝Ｗ鲈霾闹圃斓难芯�，我們的工作更加的偏向于技術(shù)成熟度在4和5之前的一些工作，今天和大家匯報(bào)一下。

首先是簡(jiǎn)要的背景，增材制造是美國(guó)、中國(guó)關(guān)注的技術(shù)，各個(gè)國(guó)家對(duì)這個(gè)技術(shù)有一些布局，從我們高校落說(shuō)，我們是國(guó)家自然科學(xué)委員會(huì)對(duì)這個(gè)基礎(chǔ)領(lǐng)域有布局，力求獲得新原理、新工藝、新方法，這個(gè)技術(shù)是世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)。

我們看增材制造，盡管它在大眾媒體上紛繁復(fù)雜，面向激光的增材制造主要表現(xiàn)出這兩類發(fā)展技術(shù)，并且呈現(xiàn)兩種不同的發(fā)展方向。第一種是面向大型構(gòu)件制造的激光熔化沉積的LMD技術(shù)，第二個(gè)就是面向精密構(gòu)件，選區(qū)激光熔化SLM技術(shù)，有利于支撐精密的構(gòu)件，激光技術(shù)這兩類增材制造技術(shù)，它是提升航空航天領(lǐng)域設(shè)計(jì)和制造能力的重要技術(shù)手段。

今天早上從8點(diǎn)到現(xiàn)在，我們?cè)跇巧吓e行增材制造設(shè)計(jì)的高校組競(jìng)賽，我們看到是現(xiàn)在越來(lái)越多把設(shè)計(jì)和增材制造相互結(jié)合起來(lái)。我們來(lái)看一下面向大型構(gòu)件成型的激光熔化沉積技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的激光熔覆技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，可以做大型的構(gòu)件，也可以做修復(fù)再制造、表面涂層制備和再制造等等，由于成型原理，它需要一些后續(xù)的機(jī)加工。

第二類是金屬構(gòu)件激光增材技術(shù)SLM技術(shù)，激光自動(dòng)鋪粉的選區(qū)激光熔化技術(shù)，厚度20—50微米，可以做一些相對(duì)精度比較高的構(gòu)件。這樣一個(gè)基于粉倉(cāng)法的技術(shù)，有它的發(fā)展淵源，最早是由美國(guó)Texas大學(xué)Austin分校發(fā)明的，戴維現(xiàn)在還很活躍，美國(guó)增材制造路線圖主要的起草人，2005年之后我們發(fā)現(xiàn)激光技術(shù)有一個(gè)長(zhǎng)足的發(fā)展，特別那個(gè)時(shí)候有光纖激光器了，研發(fā)金屬構(gòu)件的成型，快速把SLM技術(shù)轉(zhuǎn)移到德國(guó)一系列公司，德國(guó)技術(shù)的源泉更多是來(lái)自FLT

我們來(lái)看一下，如果從過(guò)去選區(qū)激光燒結(jié)到熔化，雖然只是一個(gè)字母的差別，背后的成型機(jī)理是完全不一樣，2004年的時(shí)候用選區(qū)激光燒結(jié)做工業(yè)成態(tài)，那時(shí)候沒(méi)有很高的工業(yè)激光器，表面是非常粗糙的，有很多孔隙率，2010年我們用工業(yè)激光熔化來(lái)做，表面是非常致密，而且故，金屬粉末經(jīng)過(guò)連續(xù)熔化的過(guò)程，所以性能提升是非常顯著的。

我們來(lái)看增材制造，國(guó)內(nèi)中國(guó)的術(shù)語(yǔ)起得特別好，就是增材制造，每個(gè)字都對(duì)應(yīng)了一個(gè)非常好的科學(xué)的內(nèi)涵，我們講這個(gè)增字就是如何一層一層往上堆積，講材料就是材料的設(shè)計(jì)，談到制造就是結(jié)構(gòu)和性能，貫穿其中的一定是基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)科學(xué)，增材制造材料結(jié)構(gòu)性能一體化是我們經(jīng)常說(shuō)的一句話，增材制造科學(xué)內(nèi)涵本身決定材料性能結(jié)構(gòu)一體化。

我們看一下目前我們的一些工作，比如說(shuō)增材制造的結(jié)構(gòu)和性能做了哪些呢？現(xiàn)在特別在航空航天的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)體下，這些多孔點(diǎn)陣材料獲得了非常大的應(yīng)用，同時(shí)引入了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，這樣可以減重，最重要我們把以前很多組件變成整體的構(gòu)件，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)減重、內(nèi)力分布更加合理化，最終提高使用壽命，現(xiàn)在通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化和高性能是現(xiàn)在增材制造發(fā)展一個(gè)非常重要的方向。

同時(shí)講材料可以發(fā)現(xiàn)，它的進(jìn)步非常明顯，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在增材制造使用材料的熔點(diǎn)在不斷在提升，伴隨著熔點(diǎn)提升，材料加工的難度在不斷增加，如果我們能被這樣一些難加工材料進(jìn)行非常好的增材制造，它所獲得性能的提升更加顯著，不管怎么樣，特別是對(duì)于這些難加工的材料，它的增材制造非常依賴于對(duì)材料組織和空間布局的宏、微觀的跨尺度的調(diào)控。

我們學(xué)校也在國(guó)家航空航天這個(gè)領(lǐng)域，目前我們?cè)谌�球這樣一些比較知名的航空航天企業(yè)，他們做的工作我們做了認(rèn)真的梳理，借此機(jī)會(huì)和大家分享一下，比如先談ANSA，ANSA是一個(gè)非常雄心勃勃的一個(gè)組織，比如說(shuō)現(xiàn)在NASA在空天制造上做了非常多、非常前沿的工作，它現(xiàn)在已經(jīng)把3D打印送到他們的空間站，現(xiàn)在我們國(guó)家也再做，NASA已經(jīng)在行動(dòng)了。比如說(shuō)利用這樣一些太空織物，就是把難加工材料以及面向金屬的增材制造相互結(jié)合，可以做這樣一些太空的紡織織物，說(shuō)白了就是整體構(gòu)件柔性的成型。一些面向空天探索，比如空天探測(cè)器的車輪，發(fā)射之前可以重疊，到空間可以展開，可以節(jié)約空間，他們做了很多的一些工作。

和NASA相對(duì)應(yīng)，我們看看ZASA的戰(zhàn)略，他們強(qiáng)調(diào)綠色可持續(xù)，他們比較看中有效、低碳的制造，做了很多工作，他們?cè)谖磥?lái)月球基地的打印上走得很靠前，月壤、火壤的配方我們國(guó)家都知道，如何如何在空天實(shí)現(xiàn)打印，我覺(jué)得最好的方法就是就地取材，我們現(xiàn)在可能這樣一些就地取材的打印，可能會(huì)在比較遙遠(yuǎn)的未來(lái)，但是現(xiàn)在在地球上可以非常好的來(lái)了解地球的土壤、火星的土壤到底是什么成分，至少在地球上實(shí)現(xiàn)對(duì)于難加工材料的打印，未來(lái)月球基地的建設(shè)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是需要的，能承受一定惡劣環(huán)境的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，ZASA做了納微性框架，國(guó)內(nèi)也在做，典型的整體化結(jié)構(gòu)的制造，還包括一些燃燒室的典型構(gòu)件。

GE增材是非常雄心勃勃的企業(yè)，在軍事、醫(yī)療、能源領(lǐng)域一系列的布局都有非常好的布局，大家看這樣一個(gè)動(dòng)的小結(jié)構(gòu)，大家現(xiàn)在都在打，但是它的確代表了一個(gè)方向，未來(lái)打印出來(lái)的一個(gè)構(gòu)件，它本身是可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)構(gòu)的打印，這個(gè)就非常重要，不僅僅是一個(gè)靜態(tài)的零件。GE為什么雄心勃勃呢？它在自己的打印設(shè)備上，特別是它材料研發(fā)上做了大量的工作，包括自己還做了一些軟件，一個(gè)企業(yè)如果雄心勃勃發(fā)展3D打印，這樣一些全鏈條式的布局還是很重要的，包括GE的陶瓷機(jī)輔材，我們?cè)谖墨I(xiàn)報(bào)道和媒體報(bào)道聽(tīng)到很多，這樣的陶瓷機(jī)輔材如何制造它還是很有難度，這些難加工材料必將成為下一代增材制造非常重要應(yīng)用的對(duì)象。

諾瑪（音）公司是非常低調(diào)的公司，但是它在增材制造做了非常大的布局，它實(shí)際上在整體大型的金屬構(gòu)件，包括一些難加工材料，無(wú)論是激光還是電子束做了大量的一些工作，他們是屬于做得很多，宣傳很少的公司。

西門子，我們跟西門子有很強(qiáng)的合作關(guān)系，西門子在面向燃?xì)廨喥鞯母邷夭牧系拇蛴∩�，他們走的還是非�？壳�，無(wú)論在德國(guó)本土還是歐洲其他國(guó)家的布局做了很多相關(guān)的工作，其實(shí)就是說(shuō)我們現(xiàn)在面向高溫合金，我們?cè)趪?guó)內(nèi)核心就是718、625，相對(duì)而言這兩類高溫合金還是比較容易成型的，如果我們?cè)賮?lái)看更多的高溫合金，它還有很多裂紋敏感性等等一系列都會(huì)成為問(wèn)題，高溫合金以后服役溫度提升，一定要在625、718常用的高溫合金基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升。

波音公司雖然是一個(gè)商業(yè)化的公司，但是做了非常多、非常有趣的工作，有一個(gè)例子，打印出世界上最輕的結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)放在蒲公英上面都可以放得住，非常好的體現(xiàn)了大型的商業(yè)公司在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域做的一些工作，這個(gè)是非常有意思，現(xiàn)在它整體的布局包括金屬的打印，還包括一些鈦纖維增強(qiáng)的輔材料的打印，還包括混合3D打印，什么是混合3D打��？在打印的同時(shí)把電子元器件同時(shí)集成進(jìn)去，就是功能驅(qū)動(dòng)的3D打印，這些他們都走得非常靠前。

空客這些報(bào)道大家一定不會(huì)陌生，你每次坐空客飛機(jī)商務(wù)艙和經(jīng)濟(jì)艙中間有一塊就是這個(gè)結(jié)構(gòu)，這個(gè)用（英）打，歐盟對(duì)國(guó)內(nèi)禁用，國(guó)內(nèi)做了類似于這個(gè)合金體系，對(duì)于這個(gè)材料體系我個(gè)人是比較看好的，未來(lái)如果替換鋁硅鎂，未來(lái)可以用這個(gè)材料替換，這是我個(gè)人的一個(gè)觀點(diǎn)，可以進(jìn)一步的商討。

我們現(xiàn)在南航，我所在的江蘇省高性能金屬構(gòu)件激光增材制造工程實(shí)驗(yàn)室，是江蘇省發(fā)改委給我們支持的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，我們那會(huì)還不叫3D打印，還是叫快速成型，2009年我在德國(guó)研究所做了兩年多的工作，后回國(guó)，其實(shí)我在2012年發(fā)表國(guó)際材料評(píng)論綜述，我們可以體會(huì)到我們這個(gè)行業(yè)發(fā)展得特別快，我這篇綜述現(xiàn)在已經(jīng)有接近900次引用了，說(shuō)明了增材制造這些年發(fā)展非常快。

2017年江蘇省發(fā)改委成立了這樣一個(gè)工程實(shí)驗(yàn)室，去年我們拿到江蘇省一等獎(jiǎng)，我們團(tuán)隊(duì)主要是做高性能金屬材料的激光增材制造，我們做市面上商業(yè)化沒(méi)有的一些粉末，我們調(diào)控激光生產(chǎn)制造工藝，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的成型，對(duì)于噴粉的方式我們標(biāo)準(zhǔn)的是內(nèi)壁難加工的一些成型。

這一張片子是我在2016年的時(shí)候科學(xué)通報(bào)應(yīng)用版寫了一篇展望，我做了一點(diǎn)思考，可以和大家探討，我覺(jué)得材料是有多樣性，傳統(tǒng)在選材基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)，然后用3D打印工藝做出來(lái)，最后獲得一定的性能，但是傳統(tǒng)的方法是被動(dòng)的實(shí)現(xiàn)一個(gè)性能，選材、再設(shè)計(jì)、再加工，最后獲得一個(gè)性能，但是這個(gè)性能獲得是被動(dòng)的，未來(lái)我們要主動(dòng)的實(shí)現(xiàn)這個(gè)性能，我們要獲得什么性能和功能，自己主動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、材料也去設(shè)計(jì)，甚至我們所需要獲得的功能或者性能的本身也需要設(shè)計(jì)，未來(lái)的發(fā)展一定是反過(guò)來(lái)的，就是性能驅(qū)動(dòng)的一個(gè)主動(dòng)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。

美國(guó)增材制造的路線圖說(shuō)材料性能，基于設(shè)計(jì)方法學(xué)材料性能一體化，都人為設(shè)計(jì)它。特別是對(duì)于增材制造，增材制造實(shí)際上是一個(gè)典型的跨尺度的一個(gè)研究，比如說(shuō)我們?nèi)パ芯窟@個(gè)構(gòu)件組織，它一般是微觀尺度，同時(shí)我們?nèi)パ芯克�的力學(xué)性能，更多是一個(gè)宏觀尺度，在這中間我們經(jīng)常要問(wèn)答一個(gè)問(wèn)題，比如說(shuō)我們用金屬粉末，金屬粉末是如何吸收激光能量的，這就是典型的借光尺度的問(wèn)題，它完全是一個(gè)跨尺度的工作。

特別是增材制造在材料領(lǐng)域，我們來(lái)看一下德國(guó)，德國(guó)在過(guò)去十年在設(shè)備上做了大量的布局，我們團(tuán)隊(duì)參加了德國(guó)基金會(huì)一個(gè)項(xiàng)目，研究下一代的增材制造材料，它在重大專項(xiàng)里面，1300萬(wàn)歐元的項(xiàng)目中布局下一代增材制造的材料，德國(guó)人的布局可以給我們非常好的啟示，設(shè)備研發(fā)到達(dá)一定階段，緊接著一定是材料和工藝。我們?cè)诨�金委的機(jī)械工程學(xué)科拿，我們從高校做研究的角度講，基礎(chǔ)創(chuàng)新，我們?cè)谀壳斑@個(gè)階段，考慮未來(lái)10年內(nèi)需要用什么材料，我們嘗試把這個(gè)作為定義的發(fā)展過(guò)程。比如說(shuō)現(xiàn)在我們站在使用角度的講，做難加工的材料是增材制造非常重要的應(yīng)用對(duì)象，比如說(shuō)鈦鋁合金，高裂紋敏感性的問(wèn)題解決了，其他鋁合金的裂紋就不是問(wèn)題，比如說(shuō)鎂合金，雖然說(shuō)鎂合金的設(shè)備歐盟對(duì)我們禁運(yùn)的，但是粉體對(duì)我們不禁運(yùn)，鎂合金做血管支架和生物融入體，它的降解能力強(qiáng)，人體可以吸收，對(duì)我們禁運(yùn)最主要的原因，鎂合金會(huì)成為下一代高速飛行器一個(gè)非常好的侯選材料。

這個(gè)是德國(guó)激光所面向鎂合金的打印，其實(shí)鎂合金打印還是很危險(xiǎn)的，我在南航一直想弄一臺(tái)鎂合金的設(shè)備，我到現(xiàn)在還沒(méi)有下定決心，特別是北交大發(fā)生了鎂粉的事故，還是比較危險(xiǎn)的，一定要防止它的爆炸。鎳鈦合金是面向4D打印智能金屬材料是非常好的應(yīng)用的對(duì)象。在未來(lái)如果我們做發(fā)展材料，肯定是多材料的打印。我記得這句話是2016年參加基金為雙青論壇的時(shí)候，我想出來(lái)的一個(gè)詞，我正在聽(tīng)一首歌曲，我想出這么一個(gè)口號(hào)，這一定是未來(lái)做增材制造非常好的，我們當(dāng)時(shí)也嘗試翻譯它，正確的材料放在正確的位置，后來(lái)想想材料沒(méi)有正確與否的區(qū)別，后來(lái)我們又說(shuō)把合適的材料放在合適的位置，但是沒(méi)有說(shuō)出原汁原味的感覺(jué)，在報(bào)告中我們用的還是英文，就是Right  Materials  in  Right  Postiol（音）。

科學(xué)這篇報(bào)道非常典型的多材料的應(yīng)用，依賴于宏微觀非常精準(zhǔn)的調(diào)控。如何推開3D打印的限制，自然13年就有了文章，怎么推開3D打印限制，他當(dāng)時(shí)提出向自然界借材料，突出生物仿生，我們現(xiàn)在突出很多結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其實(shí)自然界有上億年進(jìn)化優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，可以給我們提供非常多的靈感，你探索自然和科學(xué)上的報(bào)道，世界上3D打印模仿最多的一種結(jié)構(gòu)就是蜘蛛網(wǎng)，這句話是我總結(jié)的，結(jié)構(gòu)是容易仿制的，但是用增材制造做它很難，最難的是里面的科學(xué)問(wèn)題，昨天王院士在這個(gè)講臺(tái)上給我們說(shuō)基礎(chǔ)研究很重要，也很難，我非常認(rèn)同，比如說(shuō)我們做這個(gè)增材制造，要想材料結(jié)構(gòu)性能一體化有賴于非常多基礎(chǔ)問(wèn)題的解決。

我介紹一下目前和航空航天結(jié)合比較多的材料，比如鋁硅輔材，鋁硅我們用了好多年，09年10年我們?cè)诩す鈮撼傻臅r(shí)候做了大量鋁硅實(shí)驗(yàn)性能的研發(fā)，然后我們發(fā)現(xiàn)它的性能提升有瓶頸，它要突破350兆帕很難，我們提出來(lái)用陶瓷增強(qiáng)它，我們做了非常多的陶瓷。但是如何來(lái)優(yōu)化這個(gè)陶瓷在金屬粉末里面的配比，包括它的分布，我們做了大量的模擬工作，一個(gè)最直白的問(wèn)題就是加進(jìn)去陶瓷之后，這樣的鋁合金顆粒復(fù)合顆粒對(duì)激光如何吸收，且借光尺度的模擬工作，我們經(jīng)常講熔池行為，熔池本身如何形成也有科學(xué)問(wèn)題，我們把這個(gè)工作再往前推一步，就是這個(gè)顆粒是如何吸收這個(gè)激光能量的，我們做了相關(guān)的工作，同時(shí)用試驗(yàn)證實(shí)它。我們?cè)購(gòu)幕�礎(chǔ)研究角度講，經(jīng)常形成孔隙和裂紋，熔體對(duì)基體沒(méi)有很好的潤(rùn)蝕性，我們嘗試揭示熔體如何潤(rùn)蝕性的機(jī)體，這里實(shí)際上對(duì)粉末置備的要求很高，包括一些變形機(jī)制我們要解釋，我們做了微米尺度、我們又做了納米尺度的，做了非常多的工作，我們現(xiàn)在整體在優(yōu)化的參數(shù)情況下，可以獲得一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)。

同時(shí)，我們研究了加進(jìn)去納米陶瓷之后，到底是怎么影響機(jī)器的，我們發(fā)現(xiàn)加入一些納米陶瓷是非常顯著影響硅的分布，納米陶瓷加進(jìn)去以后，通過(guò)改變機(jī)體的組織最終影響它的性能，通過(guò)EBSD，我們發(fā)現(xiàn)和自然那篇文章非常類似的工作，加進(jìn)去納米陶瓷項(xiàng)之后，可以變成非常稀有的等軸金，它發(fā)表之后我們可以找到很多共通的地方，特別是理念上的共通，我覺(jué)得對(duì)性能提升是非常有好處的。現(xiàn)在對(duì)加工完的輔材，性能比沒(méi)有增強(qiáng)的鋁硅材料有一個(gè)非常明顯的提升，而且提升是非常明顯的，我們做了很多典型的構(gòu)件，這樣管路、框體的。

第二個(gè)就是高強(qiáng)稀土改性的鋁合金，我們現(xiàn)在做了大量的研究工作。這個(gè)材料很難，當(dāng)我們第一次把這個(gè)粉末拿到手，我覺(jué)得這個(gè)粉末應(yīng)該很好，球形度很好，往設(shè)備一倒像面團(tuán)一樣，我說(shuō)趕緊停下來(lái)，不可能做起來(lái)，對(duì)于粉末我們?nèi)绾翁幚硭�，我們積累了很多經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在我們可以很好打印一些高強(qiáng)鋁合金，鋁鎂的合金，鋁鎂這個(gè)材料通過(guò)原位吸收項(xiàng)起到強(qiáng)化的作用，我們揭示鋯和鈧這些元素，利用高分辨的定律去揭示它。大家去買鋁鎂粉末，現(xiàn)在市面上也有商業(yè)粉末賣，為什么有的粉末是一千塊錢一公斤，有的材料是三千塊錢一公斤，取決于稀土元素的含量，低抗含量和高抗含量都可以打印起來(lái)，這是像圖本身決定的，但是性能本身有差異，而且我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)材料的打印必須要結(jié)合后面的后處理的，特別是通過(guò)后續(xù)的處理，可以使性能有顯著的提升，我們做了大量打印的試驗(yàn)，這是今年上半年我們做的一些結(jié)果，我們基于這些標(biāo)準(zhǔn)做的結(jié)果，這些結(jié)果現(xiàn)在還是挺好的，鋁鎂這個(gè)原始的延伸強(qiáng)度是350兆帕左右，延伸率提升23%到25%，后續(xù)熱處理強(qiáng)度達(dá)到500兆瓦以上，13—15%的延伸率是鋁硅的兩倍以上，這個(gè)才來(lái)未來(lái)非常重要，關(guān)鍵我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)材料耐腐蝕性特別好，我們做了大量的工作，工作都已經(jīng)發(fā)表了，腐蝕性能很好。

我簡(jiǎn)要的介紹一下我們課題組開展的高強(qiáng)鋁基輔材和鋁合金方面開展的工作，對(duì)于未來(lái)我做出一些個(gè)人的思考，不一定對(duì)，我跟大家分享一下，以激光熔化來(lái)舉例，07年德國(guó)Fraunhofer激光技術(shù)研究所ILT獲得SLM全球發(fā)明專利，13年大量氫氧化的結(jié)構(gòu)，性能的提升，那時(shí)候提出控性，更唱的未來(lái)，未來(lái)新材料、新結(jié)構(gòu)、高性能、多功能一定是一個(gè)發(fā)展的方向，特別是對(duì)于新材料的研發(fā)，往往強(qiáng)調(diào)復(fù)合材料、多材料的設(shè)計(jì)，其實(shí)我們?nèi)タ纯纯茖W(xué)的一些工作，去看看中國(guó)科學(xué)院院士寫了一篇展望，就提出要解決傳統(tǒng)金屬材料的一些缺點(diǎn)的話，我們要強(qiáng)調(diào)復(fù)合材料和多材料的設(shè)計(jì)，盧院士看得非常之遠(yuǎn)。

新結(jié)構(gòu)這個(gè)也非常重要，我們也去嘗試，就像第一個(gè)例子我已經(jīng)講了，自然2013年就說(shuō)如何推廣3D打印，強(qiáng)調(diào)生物仿生，2016年這篇文章也給我們非常多的啟示，這個(gè)打印的零件是一個(gè)鎳合金，金屬邊上兩個(gè)變形的行為表現(xiàn)為非常好的超彈性，為什么會(huì)有這個(gè)超彈性，就是大跨尺度設(shè)計(jì)，它不是一個(gè)常用的名稱，我們常用的是跨尺度，現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)是大跨尺度，實(shí)現(xiàn)從最小的支撐單元到宏觀尺寸六個(gè)七個(gè)數(shù)量級(jí)大跨尺度結(jié)構(gòu)，一定會(huì)引起性能和功能突破性的變化。

最終，現(xiàn)在我們講的很多的金屬都是高性能的金屬或者合金或者復(fù)合材料，現(xiàn)在我覺(jué)得比較重要的還有功能性。大家在高校工作的很多人都知道，我們創(chuàng)辦了一個(gè)期刊是《增材制造》，這個(gè)影響因子已經(jīng)達(dá)到7了，這篇文章就是這個(gè)主編寫的，高進(jìn)程3D打印提升構(gòu)建了功能性，發(fā)在科學(xué)上，未來(lái)更多的要強(qiáng)調(diào)功能的打印，盧院士在中國(guó)工程院創(chuàng)刊號(hào)發(fā)了這樣一篇文章，我是逐字逐句讀了好幾遍，建議大家讀這個(gè)綜述，這個(gè)寫得非常好，非常高屋建瓴，增材制造一定從控形到整體制造，同時(shí)微納尺度拓展實(shí)現(xiàn)更多的功能性，未來(lái)增材制造強(qiáng)調(diào)整體結(jié)構(gòu)以及多功能的復(fù)合。

總結(jié)一下，增材制造創(chuàng)新要素有多相材料的設(shè)計(jì)，大跨尺度的新結(jié)構(gòu)，還有激光增材制造的精準(zhǔn)調(diào)控，這里有很多挑戰(zhàn)也值得我們進(jìn)一步深入的研究，這是我一個(gè)簡(jiǎn)要的匯報(bào)，這是我的聯(lián)系方式，謝謝大家！