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摘要：我国增材制造产业化仍处于起步阶段，与先进国家相比存在较大差距，特别是在有关核心性能指标、运行可靠性及成型质量上差距较大。从产业现状来看，增材制造技术应用总量较少，没有形成完整的产业体系，离实现大规模产业化、工程化应用还有一定距离。在本文中，主要对有色金属复合材料进行了探讨，将重点对有色金属材料的性能进行分析，希望为有色金属材料的发展提供一些参考和建议。
关键词：增材制造；复合材料；有色金属；性能
引言
随着科学技术的发展，有色金属材料的性能逐渐得以增强，这也相应地促进了航空航天、机械制造等相关行业的进步，使社会对于有色金属材料的具体需求得到了满足。所以，为能够有效增强有色金属材料的性能，本文大致对当前较为热门的复合材料来增强有色金属材料性能的方式进行了研究。
1 增材制造的概念分析
增材制造，又称“3D打印”技术，是当前受到高度关注的新制造技术。增材制造是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法，体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合，是先进制造业的重要组成部分。增材制造技术被认为是“一项将要改变世界的技术”，比如，对于一些尺寸非常大、结构非常复杂、性能要求非常高的构件，3D打印相比传统的减材加工技术，就有诸如节省材料、方便加工、缩短周期、降低成本等优势。
2 增材制造发展现状与趋势
我国高度重视增材制造产业，将其作为《中国制造2025》的发展重点。2015年，工业和信息化部、国家发改委、财政部联合印发了《国家增材制造产业发展推进计划（2015～2016年）》，通过政策引导，在社会各界共同努力下，我国增材制造关键技术不断突破，装备性能显著提升，应用领域日益拓展，涌现出一批具有一定竞争力的骨干企业，形成了若干产业集聚区，增材制造产业实现快速发展。2017年11月，工业和信息化部、国家发改委、教育部、公安部、财政部、商务部、文化部、卫生计生委、海关总署、质检总局、知识产权局联合制定了《增材制造产业发展行动计划（2017～2020年）》。当前，全球范围内新一轮科技革命与产业革命正在萌发，世界各国纷纷将增材制造作为未来产业发展新增长点，推动增材制造技术与信息网络技术、新材料技术、新设计理念的加速融合。全球制造、消费模式开始重塑，增材制造产业迎来巨大的发展机遇。欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。英国政府自2011年开始持续增大对增材制造技术的研发经费。英国工程与物理科学研究委员会中设有增材制造研究中心，参与机构包括拉夫堡大学、伯明翰大学、英国国家物理实验室、波音公司以及德国EOS公司等15家知名大学、研究机构及企业。除了英美外，其他科技强国和新兴国家也都将增材制造技术作为未来产业发展新的增长点加以培育和支持，以推动增材制造技术的发展。
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3 增材制造有色金属材料标准
材料与工艺是经济发展的核心技术，而有色金属材料又是材料领域的一个极其重要的组成部分，有色金属材料种类繁多，在增材制造领域有着广泛的应用。全国有色金属标准化技术委员会一直很重视增材制造用有色金属材料的标准制定工作，目前，有3项相关的国家标准及行业标准已经发布。GB/T 34486-2017《激光成型用钛及钛合金粉》规定了激光成型用钛及钛合金粉的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及合同（或订货单）内容等，本标准对产品化学成分、松装密度、振实密度、流动性以及外观质量的要求均依据实际工业生产水平。GB/T 34508-2017《粉床电子束增材制造TC4合金材料》规定了粉床电子束选区熔化增材制造TC4合金材料的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及合同（或订货单）内容等，粉床电子束增材制造TC4合金产品应用在航空航天、生物医疗、机械等领域，本标准对产品的化学成分、密度、金相组织、无损检验、尺寸及允许偏差、外观质量等6个方面的共性要求进行了规定。YS/T 1139-2016《增材制造TC4钛合金蜂窝结构零件》规定了增材制造TC4钛合金蜂窝结构零件的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及合同（或订货单）内容等，增材制造TC4钛合金蜂窝结构零件应用在航空航天，具有蜂窝结构可设计性强，结构稳定可控性高的特点，本标准对产品的化学成分、外形尺寸、硬度、密度、表面粗糙度、外观质量等6个方面的共性要求进行了规定。《选区激光熔化用镍基合金粉末》规定了选区激光熔化用镍基合金粉末的技术要求、测试方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和质量证明书等内容，本标准与普通镍基粉末标准相比，主要在于对粒度，粒径分布，球形度，流动性，以及空心粉和夹杂等物理化学性能参数提出更高要求。
《球形钛铝粉末》规定了球形钛铝粉末的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书及订单（或合同）的内容，本标准适用于粉末冶金和增材制造制造钛铝零件所用的球形钛铝粉末原料。《钛及钛合金粉末形貌测定方法》规定了增材制造用钛及钛合金粉末形貌测定的方法原理、仪器、测定步骤和结果计算等内容，是配套增材制造用钛及钛合金粉末的检测方法标准，增材制造用钛及钛合金粉末是一种特殊的高活性金属粉末，要求粉末具有特定的粒度范围和粒度分布，粉末呈球形或类球形，具有良好的流动性。
增材制造新技术对金属粒径、粒度分布、粉末球形度、空心粉率等物理性能等提出了更高的要求。航空航天等领域对应用的金属部件以及粉末原材料的要求比较苛刻。增材制造用金属粉末标准会在化学成分、粒径分布、形态、密度和流动性等方面加以控制和规范，使之满足增材制造的应用。这些增材制造用有色金属粉末标准的制定，可以使增材制造技术用有色金属粉末原料的生产、检验和交付使用的全过程得到进一步规范，并有效提高产品的质量及可靠性，满足增材制造领域对加工原料的严格要求。
4 铝合金和镁基复合材料的增强性能研究
铝合金复合材料已经在现实社会中得到了非常广泛的使用，由于社会的不断进步，各行各业对于铝合金复合材料的使用需求量也越来越大。因此，增强铝合金复合材料的各方面性能是各相关行业的共同需求。由于铝合金材料的抗拉强度比较容易受温度的影响，因此，为更好地满足现代社会对于铝合金材料的使用需求，我们应当积极探索其已有的性能，同时想方设法提高其抗拉强度，并有效降低其对于温度的敏感性，同时增强铝合金材料的其他性能。将非有色金属材料加入到镁合金基体中得到镁基复合材料，相较于镁基合金，此种复合材料具有更高的强度。通常而言，镁基复合材料中大致会加入B4C、Al2O3、碳纤维等成分。镁基复合材料在制造行业得到了较为广泛的应用。当加入百分之三十体积分数的碳纤维之后，能够使镁合金的剪切强度得到显著的提升。
5 结语
总之，提升有色金属材料的性能已经成为航空航天、机械制造等多个产业的共同需要。在具体的生产过程中，应当采取适当的办法，利用复合的有效形式来提升有色金属材料的性能。尤其是在设计复合材料的时候，一定要秉承实用的原则，注重技术创新，并尽可能降低复合材料的生产成本，唯有如此，才能够更有效地推动复合材料的发展。
参考文献：
[1]崔丁方，赖炜.关于有色金属材料的相关研究[J].科技传播，2011，（21）：50-51.
[2]黄健.有色金属材料可持续发展及循环经济探讨［J］.科技与企业，2008，（05）：83.
论文作者:杨翠彦
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/4
标签：复合材料论文; 金属材料论文; 技术论文; 粉末论文; 性能论文; 球形论文; 标准论文; 《防护工程》2019年第4期论文;