2、金属3D打印技术
金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展及推广应用的需求，利用快速成型直接制造金属功能零件成为了快速成型主要的发展方向。目前可用于直接制造金属功能零件的快速成型方法主要有：选区激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）、电子束选区熔化（Electron Beam Selective Melting，EBSM）、激光近净成形（Laser Engineered Net Shaping，LENS）等。
激光工程化净成形技术( LENS)
LENS是一种新的快速成形技术，它由美国Sandia国家实验室首先提出。其特点是: 直接制造形状结构复杂的金属功能零件或模具； 可加工的金属或合金材料范围广泛并能实现异质材料零件的制造； 可方便加工熔点高、难加工的材料。
LENS是在激光熔覆技术的基础上发展起来的一种金属零件3D打印技术。采用中、大功率激光熔化同步供给的金属粉末，按照预设轨迹逐层沉积在基板上，最终形成金属零件。1999年，LENS工艺获得了美国工业界中“最富创造力的25项技术”之一的称号。国外研究人员研究了LENS工艺制备奥氏体不锈钢试件的硬度分布，结果表明随着加工层数的增加，试件的维氏硬度降低。
国外研究人员应用LENS工艺制备了载重植入体的多孔和功能梯度结构，采用的材料为Ni、Ti等与人体具有良好相容性的合金，制备的植入体的孔隙率最高能达到70%，使用寿命达到7-12年。 Krishna等人采用Ti-6Al-4V和Co-Cr-Mo合金制备了多孔生物植入体，并研究了植入体的力学性能，发现孔隙率为10%时，杨氏模量达到90 GPa，当孔隙率为70%时，杨氏模量急剧降到2 GPa，这样就可以通过改变孔隙率，使植入体的力学性能与生物体适配。 Zhang等制备了网状的 Fe 基（Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr）金属玻璃（MG）组件，研究发现MG的显微硬度达到9.52 GPa。Li通过LENS工艺修复定向凝固高温合金GTD-111。国内的薛春芳等采用LENS工艺，获得微观组织、显微硬度和机械性能良好的网状的Co基高温合金薄壁零件。费群星等采用LENS工艺成型了无变形的Ni-Cu-Sn合金样品。无人机
在LENS系统中，同轴送粉器包括送粉 器、送粉头和保护气路3部分。送粉器包括粉末料箱和粉末定量送给机构，粉末的流量由步进电机的转速决定。为使金属粉末在自重作用下增加流动性，将送粉器架设在2. 5 m的高度上。从送粉器流出的金属粉末经粉末分割器平均分成4份并通过软管流入粉头，金属粉末从粉头的喷嘴喷射到激光焦点的位置完成熔化堆积过程。全部粉末路径由保护气体推动，保护气体将金属粉末与空气隔离，从而避免金属粉末氧化。LENS 系统同 轴送粉器结构示意图见图1。 目前，快速原型技术已经逐步趋于成熟，发达国家也将激光工程化净成形技术作为研究的重点，并取得了一些实质性成果。在实际应用中，可以利用该技术制作出功能复 合型材料，可以修复高附加值的钛合金叶片，也可以运用到直升机、客机、导弹的制作中。另外，还能将该技术运用于生物植入领域，采用与人体具有相容性的Ni、Ti材质制备植入体，有效提升了空隙率，延长了植入体的使用时长。
