增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料与医用生物材料，根据挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方法逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造办法，从无到有。这使得过去遭到传统制造方法的约束，而没办法达成的复杂结构件制造变为可能。
近二十年来，AM技术获得了迅速的进步，“迅速原型制造（Rapid prototyping）”、“三维打印（3D printing ）”、“实体自由制造（Solid Free-form Fabrication） ”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特征。
增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科技体系。基于不一样的分类原则和理解方法，增材制造技术还有迅速原型、迅速成形、迅速制造、3D打印等多种称谓，其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展，这里所说的“增材制造”与“迅速成形”、“迅速制造”意义相同。
1概述增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科技体系。基于不一样的分类原则和理解方法，增材制造技术还有迅速原型、迅速成形、迅速制造、3D打印等多种称谓，其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展，这里所说的“增材制造”与“迅速成形”、“迅速制造”意义相同。
工业化的LSF-V大型激光立体成形装备所谓数字化增材制造技术就是一种三维实体迅速自由成形制造新技术，它综合了计算机的图形处置、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势，学者们对其有多种描述。西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授称这种新技术为“数字化增材制造”，中国机械工程掌握宋天虎秘书长称其为“增量化制造”，其实它就是不久前引起社会广泛关注的“三维打印”技术的一种。西方媒体把这种实体自由成形制造技术誉为将带来“第三次工业革命”的新技术。
关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的定义（如图所示），“狭义”的增材制造是指不一样的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系；而“广义”增材制造则以材料累加为基本特点，以直接制造零件为目的的大范畴技术群。假如根据加工材料的种类和方法分类，又可以分为金属成形、非金属成形、生物材料成形等（如图所示）。
一是材料单元的控制技术。即怎么样控制材料单元在堆积过程中的物理与化学变化是一个难题，比如金属直接成型中，激光熔化的微小熔池的尺寸和外面氛围控制直接影响制造精度和制件性能。
二是设施的再涂层技术。增材制造的智能化涂层是材料累加的必要工序，再涂层的工艺办法直接决定了零件在累加方向的精度和水平。分层厚度向0.01mm进步，控制更小的层厚及其稳定性是提升制件精度和减少表面粗糙度的重点。
三是制造技术。增材制造在向大尺寸构件制造技术进步，比如金属激光直接制造飞机上的钛合金框睴结构件，框睴结构件长度可达6m，制作时间过长，怎么样达成多激光束同步制造，提升制造效率，保证同步增材组织之间的一致性和制造结合地区水平是进步的难题。
除此之外，为提率，增材制造与传统切削制造结合，进步材料累加制造与材料去除制造复合制造技术办法也是进步的方向和重点技术。
AM技术无需传统的刀具和夹具与多道加工工序，在一台设施上可迅速精密地制造出任意复杂形状的零件，从而达成了零件“自由制造”，解决了很多复杂结构零件的成形，并大大降低了加工工序，缩短了加工周期。而且商品结构越复杂，其制造速度有哪些用途就越显著。
欧美发达国家纷纷拟定了进步和推进增材制造技术的国家策略和规划，增材制造技术已遭到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。2012年3月，美国白宫宣布了振兴美国制造的新举措，将投资10亿USD帮助美国制造体系的改革。其中，白宫提出达成该项计划的三大背景技术包含了增材制造，强调了通过改变增材制造材料、装备及标准，达成革新设计的小批量、低本钱数字化制造。2012年8月，美国增材制造革新研究所成立，联合了宾夕法尼亚州西部、俄亥俄州东部和弗吉尼亚州西部的14所大学、40余家企业、11家非营利机构和专业协会。
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。以前仅有拉夫堡大学一个增材制造研究中，诺丁汉大学, 谢菲尔德大学、埃克塞特大学和曼彻斯特大学等相继打造了增材制造研究中心。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，参与机构包含拉夫堡大学、伯明翰大学、英国国家物理实验室、波音公司与德国EOS公司等15家*大学、研究机构及企业。
除去英美外，其他一些发达国家也积极采取手段，以推进增材制造技术的进步。德国打造了直接制造研究中心， 主要研究和推进增材制造技术在航空航天范围中结构轻量化方面的应用；法国增材制造协会致力于增材制造技术指标的研究；在政府资助下，西班牙启动了一项进步增材制造的专项，研究内容包含增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容；澳大利亚政府于2012年2月宣布支持一项航空航天范围革命性的项目“微型发动机增材制造技术”，该项目用增材制造技术制造航空航天范围微型发动机零部件；日本政府也非常看重增材制造技术的进步，通过打折政策和很多资金鼓励产学研用紧密结合，有力促进该技术在航空航天等范围的应用。
大型整体钛合金重点结构件成形制造技术被国内外*为是对飞机工业装备研制与生产具备要紧影响的核心重点制造技术之一。西北工业大学凝固技术国家重点实验室已经打造了系列激光熔覆成形与修复装备，可满足大型机械装备的大型零件及难拆卸零件的原位修复和再制造。应用该技术达成了C919 飞机大型钛合金零件激光立体成形制造。民用飞机愈加多地使用了大型整体金属结构，飞机零件主如果整体毛坯件和整体薄壁结构件，传统成形办法很不简单。商飞决定使用*的激光立体成形技术来解决C919飞机大型复杂薄壁钛合金结构件的制造。西北工业大学使用激光成形技术制造了大尺寸达2.83m的机翼缘条零件，大变形量1mm，达成了大型钛合金复杂薄壁结构件的精密成形技术，相比现有技术可大大加快制造效率和精度，显著减少生产本钱。
北航在金属直接制造方面拓展了长期的研究工作，突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型整体重点构件激光成形工艺、成套装备和应用重点技术，解决了大型整体金属构件激光成形过程零件变形与开裂“瓶颈难点”和内部缺点和内部水平控制及其无损检验重点技术，飞机构件综合力学性能达到或超越钛合金模锻件，已研制生产出了国内飞机装备中迄今尺寸大、结构复杂的钛合金及超高强度钢等高性能重点整体构件，并在大型客机C919等多型重点型号飞机研制生产中得到应用。
西安交大以研究光固化迅速成型（SL）技术为主，于1997年研制并销售了国内台光固化迅速成型机；并分别于2000年、2007年成立了教育部迅速成形制造工程研究中心和迅速制造国家工程研究中心，打造了一套支撑商品迅速开发的迅速制造系统，研制、生产和销售多种型号的激光迅速成型设施、迅速模具设施及三维反求设施，商品远销印度、俄罗斯、肯尼亚等国，成为具备国际竞争优势的迅速成型设施制造单位。
西安交大在新技术研发方面主要拓展了LED紫外迅速成型机技术、陶瓷零件光固化制造技术，铸型制造技术、生物组织制造技术、金属熔覆制造技术和复合材料制造技术的研究。在陶瓷零件制造的研究中，研制了一种基于硅溶胶的水基陶瓷浆料光固化迅速成型工艺，达成了光子晶体、一体化铸型等复杂陶瓷零件的迅速制造。
西安交大与中国空气动力研究与进步中心及成都飞机设计研究所合作拓展了风洞模型制造技术的研究，围绕测压模型、测力模型、颤振模型和气弹模型等方面进行了研究工作。设计了树脂—金属复合模型的结构策略，使用有限元办法计算校核树脂—金属复合模型的强度、刚度与固有频率。通过低速风洞试验，研究了复合模型的气动特质，并与金属模型试验数据相对比。强度校核试验显示，模型的整体性能好，满足低速风洞的试验需要，研制的复合模型在低速风洞试验下具备好的前景。复合材料构件是航空制造技术将来的进步方向，西安交大研究了大型复合材料构件低能电子束原位固化纤维铺放制造设施与技术，将低能电子束固化技术与纤维自动铺放技术相结合，研究开发了一种不需要热压罐的大型复合材料构件率绿色制造办法，可使制造过程能耗减少70%，节省原材料15%，并提升了复合材料成型制造过程的可控性、可重复性，为国内复合材料构件绿色制造提供了新的智能化制造办法与工艺。
上海理工大学“增材制造国际实验室”通过整建制引进国外科学家（院士）团队，澳大利亚工程院院士吴鑫华，澳大利亚科学院、工程院院士、中国工程院外籍院士余艾冰，美国科学院院士Rodney R. Boyer，美国工程院院士James C. Williams同意我校聘任，分别担任我校“增材制造国际实验室”主任和方向带头人。 [3]
AM已成为*制造技术的一个要紧的进步方向，其发展势头有3、（1）复杂零件的精密铸造技术应用；（2）金属零件直接制造方向进步，制造大尺寸航空零部件；（3）向组织与结构一体化制造进步。将来需要解决的重点技术包含精度控制技术、大尺寸构件制造技术、复合材料零件制造技术。AM技术的进步或有力地提升航空制造的革新能力，支撑国内由制造大国向制造强国进步。
国内在电子、电气增材制造技术上获得了要紧进展。称为立体电路技术（SEA，SLS+LDS）。电子电器范围增材技术是打造了现有增材技术之上的一种绿色环保型电路成型技术，有别于传统二维平面型印制线路板。传统的印制电路板是电子产业的粮食，一般使用传统的不环保的减法制造工艺，即金属导电线路是蚀刻铜箔后形成的，新一代增材制造技术使用加法工艺：用激光先在商品表面镭射后，再在药水中浸泡沉积上去。这种技术与激光分层制造的增材制造相结合的一种渠道是：在SLS（激光选择性烧结）粉体中加入特殊组份，先3D打印（增材制导致型）再用微航3D立体电路激光机沿表面镭射电路图案，再化学镀成金属线路。
“立体电路制造工艺”涉及的SLS+LDS技术是国内当地企业创造的制造工艺。是增材制造在电子、电器商品范围分支应用技术。也涉及到激光材料、激光机、后处置化学药水等核心要点。现在立体电路技术已经成为智能手机天线主要制造技术，产业界已经崛起了立体电路产业板块。
以激光束、电子束、等离子或离子束为热源，加热材料使之结合、直接制造零件的办法，称为高能束流迅速制造，是增材制造范围的要紧分支，在工业范围为容易见到。
在航空航天工业的增材制造技术范围，金属、非金属或金属基复合材料的高能束流迅速制造是目前进步快的研究方向。
经过20多年的进步，增材制造历程了从萌芽到产业化、从原型展示到零件直接制造的过程，进步十分迅猛。美国专门从事增材制造技术咨询服务的Wohlers协会在2012年度报告中，对各行业的应用状况进行了剖析。在过去的几年中，航空零件制造和医学应用是增长快的应用范围。2012年产能规模将增长25%至21.4亿USD，2019年将达到60亿USD。增材制造技术正处于进步期，具备旺盛的生命力，还在不断进步；伴随技术进步，应用范围也将愈加广泛。
高速、高机动性、长续航能力、安全低本钱运行等苛刻服役条件对飞行器结构设计、材料和制造提出了更高需要。轻量化、整体化、长寿命、高靠谱性、结构功能一体化与低本钱运行成为结构设计、材料应用和制造技术一同面临的严峻挑战，这取决于结构设计、结构材料和现代制造技术的进步与革新。
第一，增材制造技术可以满足航空武器装备研制的低本钱、短周期需要。伴随技术的进步，为了减轻机体重量，提升机体寿命，减少制导致本，飞机结构中大型整体金属构件的用法愈加多。大型整体钛合金结构制造技术已经成为现代飞机制造工艺*性的要紧标志之一。美国F-22后机身加大框、F-14和“狂风”的中央翼盒均使用了整体钛合金结构。大型金属结构传统制造办法是锻造再机械加工，但可以用于制造大型或超大型金属锻坯的装备较为稀缺，高昂的模具成本和较长的制造周期仍难满足新型号的迅速低本钱研制的需要；另外，一些大型结构还具备复杂的形状或特殊规格，用锻造办法很难制造。而增量制造技术对零件结构尺寸不敏锐，可以制造超大、超厚、复杂型腔等特殊结构。除去大型结构，还有一些具备极其复杂外形的中小型零件，如带有空间曲面及密集复杂孔道结构等，用其他办法非常难制造，而用高能束流选区制造技术可以达成零件的净成形，只需要抛光即可装机用。传统制造行业中，单件、小批量的超规格商品总是成为制约整机生产的瓶颈，通过增量制造技术可以达成以相对较低的本钱提供这种商品。
据统计，国内大型航空钛合金零件的材料借助率很低，平均低于10 %；同时，模锻、铸造还需要很多的工装模具，由此带来研制本钱的上升。通过高能束流增量制造技术，可以节省材料三分之二以上，数控加工时间降低一半以上，同时无须模具，从而可以将研制本钱特别是*、小批量的研制本钱大大减少，节省国家宝贵的科研经费。
通过很多用基于金属粉末和丝材的高能束流增材制造技术生产飞机零件，从而达成结构的整体化，减少本钱和周期，达到“迅速反应，无模敏捷制造”的目的。伴随国内综合国力的提高和科技的进步，国内经济体已经处于世界经济体前列，与发达国家的一样，保证研制速度、加快装备更新速度，急切需要要这种新型无模敏捷制造技术——金属结构迅速成形直接制造技术。
第二，增材制造技术能够帮助促进设计-生产过程从平面思维向立体思维的转变。传统制造思维是先从用目的形成三维构想，转化成二维图纸，再制导致三维实体。在空间维度转换过程中，差错、干预、非优化等现象一直存在，而对于极度复杂的三维空间结构，无论是三维构想还是二维图纸化已十分困难。计算机辅助设计（CAD）为三维构想提供了要紧工具，但虚拟数字三维构型仍然不可以*推演出实质结构的装配特质、物理特点、运动特点等很多属性。使用增量制造技术，达成三维设计、三维检验与优化，甚至三维直接制造，可以摆脱二维制造思想的束缚，直接面向零件的三维属性进行设计与生产，大大简化设计步骤，从而促进商品的技术更新与性能优化。在飞机结构设计时，设计者既要考虑结构与功能，还要考虑制造工艺，增材制造的终目的是解放零件制造对设计者的思想束缚，使飞机结构设计师将精力集中在怎么样更好达成功能的优化，而非零件的制造上。在以往的很多实践中，借助增量制造技术，迅速准确地制造并验证设计思想在飞机重点零部件的研制过程中已经发挥了要紧有哪些用途。另一个要紧的应用是原型制造，即构建模型，用于设计评估，比如风洞模型，通过增材制造飞速生产出模型，可以大大加快“设计-验证”迭代循环。
第三，增材制造技术可以改造现有些技术形态，促进制造技术提高。借助增量制造技术提高现有制造技术水平的典型的应用是铸造行业。借助迅速原型技术制造蜡模可以将生产效率提升数十倍，而商品水平和一致性也得到大大提高；借助迅速制模技术可以三维打印出用于金属制造的砂型，大大提升了生产效率和水平。在铸造行业使用增量制造迅速制模已渐成趋势。
3D打印技术正在成为发达国家达成制造业回流、提高产业竞争优势的要紧载体。可以说，新一轮的全球制造业角逐，极大概是3D打印与机器人等装备的角逐。以3D打印为代表的数字化、自动化制造与新型材料的应用将重塑制造业和服务业的关系，重塑国家和区域比较优势，重塑经济进步格局，加快第三次工业革命的进程。
作为一项正在进步中的制造技术，增材制造的成熟度还远不可以同金属切削、铸、锻、焊、粉末冶金等制造技术相比，还有很多研究工作需要进行，包含激光成型专用合金体系、零件的组织与性能控制、应力变形控制、缺点的测试与控制、*装备的研发等，涉及到从科学基础、工程化应用到产业化生产的品质保障每个层次的研究工作。
国内在增材制造技术新设施研发和应用上投入不足，在很多方面落后于海外。相对于美欧国家，大家在新技术的开发上已显落后，比如三维彩色打印技术缺少研究与开发。在应用上，大家很多行业缺少后续技术研发，比如在迅速制造的原型向模具和功能零件转化方面没形成系统技术体系，企业没非常不错地将此技术应用在产品研发方面。
增材制造特别合适于航空航天商品中的零部件单件小批量的制造，具备本钱低和效率高的优点。这体现出了增材制造在复杂曲面和结构制造上的迅速性和经济性优势。海外迅速成型技术在航空范围超越8%的应用量，而国内的应用量则很低。
在国内，一些3D打印设施制造企业都是各自为政，而且一些研究有关技术的高校及科研院所也是各自为政，这种松散型的行业关系，使得国内的迅速成型技术进步缓慢，非常难与*相抗衡。为此，专家建议政府部门和行业高度关注新技术的进步，并给予政策扶持。除去产业政策和资金支持外，期望可以组成行业网盟。
专家建议，国家有关政府部门牵头组织成立行业协会或技术网盟之类的紧密型组织，整理国内有关资源，发挥科研单位及生产制造企业的各自优势，扬长补短，真的使国内的增材制造技术赶超海外、3D打印设施制造水平得到提升，建设3D打印创业基地，打造3D打印中心，促进3D打印产业集群集聚进步，使国内增材制造技术飞速发展，以制造业加快转型升级。