关键技术和发展趋势：未来创新的关键点

增材制造有广阔的发展前景，也还有许多问题需要解决。目前来看，其关键技术和发展趋势集中在提高制造精度、提高制造效率和拓展应用领域这3个方面（Gibson，Stucker et al.，2009；李应平，2014）。

1.制造精度

增材制造的精度取决于材料增加的层厚、增材单元的尺寸和精度控制。材料增加的层厚决定了零件在累加方向的精度，而增材单元的控制决定了最小特征制造能力。现有的增材制造技术中，SLS技术、SLA技术和UV紫外线成型技术制造精度较高。这3类技术分别基于激光束、紫外光束或电子束在材料上逐点形成增材单元进行材料累加制造，因此，控制光束或电子束光斑直径，以及成型工艺和材料性能的协调是提高制造精度的关键。

随着激光、电子束及投影技术的发展，目前呈现两种技术发展方向：主流的发展趋势是控制激光、紫外光束或电子束光斑直径，使之更细小，逐点扫描，使增材单元能达到微纳米级，提高制件精度，但光斑越细小，扫描路径就越长，成型时间也就越长；另一个发展方向是通过阵列化投影技术，将扫描过程变成阵列投射，通过提高投影单元的分辨率、发光强度，实现高精度和高效率制造。

2.制造效率

由于要逐层制造，增材制造技术相比传统制造技术，对大尺寸零件的制造效率低。制造效率和精度是互相制约的关系，因此，如何在保证精度和质量的前提下，加快制造速度、提高制造效率是增材制造技术发展的关键。(www.xing528.com)

围绕提高增材制造技术的制造效率，有两种技术发展方向：一种是同步制造，即在同一制造平面上实现多个位点同步制造，比如多激光束同步制造技术，采用多激光束（4～6个激光源）同步加工，提高制造效率；另外一种是发展增材制造和去材制造复合制造技术，发挥各工艺方法的优势，提高制造效率。

3.应用开发

增材制造技术面向应用领域的研发是其能否快速推广和技术革新的关键。传统制造技术经历了上百年的发展，在理论、技术和工艺上积累了完备的应用体系，并形成了设计和制造惯性。增材制造技术相比传统制造技术，既有优势也有劣势，既有适合领域也有不适合领域。增材制造技术必须围绕应用进行研发，建立起同样系统完备成熟的制造体系，才能加快发展。

增材制造技术面向应用领域的研发，有两类发展方向：首先是填补传统制造技术应用的空白，围绕传统制造技术不能、不适合制造的领域展开研究，用增材制造技术制造这些产品；其次是在部分应用领域中替代传统制造技术，这不但需要增材制造技术进一步发展完善，也需要重构适合增材制造技术特点的设计理念和应用体系。