随着快速成型技术在精密铸造领域的应用发展，可以用快速成型制造的原型替代蜡型，在其表面上涂挂耐火材料，然后焙烧，使原型材料烧蚀气化后得到铸壳，用于金属零件的烧注成形。快速成型技术也被用于直接成型陶瓷铸型。这种技术无需任何模具、夹具，可以快速成型复杂形状的陶瓷铸型。西安交通大学结合叶片熔模铸造技术、快速成型技术、凝胶注模技术，提出了空心涡轮叶片整体式陶瓷铸型铸造工艺。整体式陶瓷铸型是指型芯型壳使用相同的材料，同时成形，无需组合装配。这些都为复杂空心叶片制作探索了新的工艺方法。

10、根据你的了解，你认为3D 打印技术的发展前景和技术瓶颈是什么？

作为第三次工业革命标志的3D 打印技术，经过二十多年的发展，其相关技术领域逐渐成熟，应用范围逐渐扩充。根据美国专门从事增材制造技术的技术咨询服务协会Wohlers 发布的2013年度报告显示，对各行各业对增材制造技术的应用进行了分析，可以看出，3D打印技术目前在消费电子、汽车、医疗牙科、科研用途，以及建筑方面应用较多。

在生物制造领域，增材制造技术得到了广泛关注和发展，该领域也是增材制造技术研究最前沿的领域。“细胞打印”是增材制造技术与生物制造技术的有机结合，解决了传统组织工程难以解决的问题，利用计算机控制含细胞液滴的沉积位置，在指定位置逐点打印，层层叠加形成三维多细胞／凝胶体系。目前生物制造领域的研究主要为一些国外的科研机构，我国在这一领域的研究离国外还存存一定差距。

在航空航天领域，随着新一代飞行器不断向高性能、高可靠性、低成本方向发展，越来越多的航空航天零部件趋向于轻量化、高强度、复杂化，从而推动了增材制造技术的大发展。欧美等国已将增材制造技术视为提升航空航天领域水平的重要关键技术之一，并且得到了极大应用。

在建筑设计领域，3D打印技术也大有作为。EnricoDini 发明了世界上首台大型建筑3D 打印机，该机器可以打印出高4in 的建筑物。目前欧空局正尝试利用3D 打印技术打印月球基地，如果使用3D 打印技术，以就地取材的方式，建立月球基地就会变得简单一些。3D打印技术对环保，建筑业，商品混凝土行业带来的改变是显而易见的，这对建筑业来说不仅仅是一场技术革命，更是一场环保革命。

目前，增材制造技术得到了较快的发展，实现了实体零部件的直接制造，但仍面临一些技术瓶颈问题和关键科学问题，技术瓶颈问题主要有制造效率与精度低、性能强度尚难满足要求、设计理论与方法不完应用的专业人员匮乏、3D打印带来了知识产权危机等问题。对比增材制造的精度与传统的减材制造方法有

较大的差距，这主要是由于对于增材制造技术，尺寸精度的检测极具挑战性，且无法应用生产过程的动态监测。关键科学问题主要为一些原理与机制研究不完善，如激光能量高效率利用原理与机制、高精度激光熔化成形原理与机制、激光增材制造的高性能化原理与机制、复合功能结构设计原理与制造方法，以及功能材料定向设计原理与制造方法等问题。

相信随着科学技术的进一步发展，未来增材制造技术将在速度、效率和打印精度等方面有较大提高，材料将更加多种多样，打印的产品更JJD4,型化和成本降低，软件更加智能，应用领域逐步应用到国防、航空航天、汽车、生物制造、文物修复和文化创意等各个领域，真正推动人类工业文明的快速发展。

采用激光、电子束为热源的3D 打印金属构件，就是将金属粉末或金属丝按设定的路径一层层堆焊叠加，最终形成目标零件，其本质是焊接。所以，3D打印金属零件内部必然存在气孔、裂纹、夹杂、未熔合等焊接缺陷，因此金属材料3D 打印技术研究的重要课题之一是缺陷控制技术。3D 打印成形的金属材料存在组织和力学性能的各向异性，表面质量、尺寸精度和一致性也有别于传统的铸造、锻造，因此3D 打印制件的力学性能和尺寸精度是另一个研究重点。另外，如何提高打印效率，降低批量生产成本，也是急需解决的问题。具体来说，金属材料的3D 打印技术应在提高3D 打印粉末质量和收得率、提高3D 打印设备能力和开发过程监控系统、制定3D 打印制件无损检测标准规范、建立3D 打印材料全面力学性能数据库、研究3D 打印材料失效行为及预测寿命几个方面予以重点关注。

3D 打印技术以迅猛的速度发展，目前其应用已十分广泛，但其距离产业化仍有很长的路要走。3D打印发展的瓶颈因素主要有技术本身的不足、打印材料价格高昂且种类过少，以及打印模型建模获取困难。除解决这些问题之外，还应注意对3D 打印产业的统筹规划，加强相关定向人才的培养。3D打印技术的发展过程中既有挑战又存在着前所未有的机遇，我们应当直面挑战抓住机遇为制造业创新转型助力，努力缩小和世界先进水平之间的差距。

11、先进金属材料（制备、工艺）的发展前景及理解。

材料的加工技术的总体发展趋势，可以概括为三个综合，即过程综合、技术综合、学科综合。

过程综合主要包括两个方面的含义，其一是指材料设计、制备、成形与加工的一体化，各个环节的关联越来越紧密；其二指多个加工过程（如凝固与成形）的综合化，或称短流程化，如喷射成形技术，半固态加工技术和连续轧制技术。

技术综合指材料加工技术越来越发展成为一个多门技术相结合的应用技术学科，尤其体现为制备、成形、加工技术与计算机技术（计算机模拟与过程仿真）及信息技术综合，各种先进控制技术的综合等。

学科综合则体现为传统三级学科（铸造、塑性加工、热处理和连接）之间的综合，与材料物理化学、材料学等二级学科的综合，与计算机科学、信息工程，环境工程等材料科学与工程学科意外的其他一级学科的综合，其中，与材料科学与工程的其他二级学科的综合的最大特点是，各二级学科之间的界限越来越不明显，学科渗透与互相依赖性越来越强。

（1）常规材料加工工艺的短流程化和高效化。

（2）发展先进的成形技术，实现组织与性能的精确控制。

（3）材料设计（包括成分设计、性能设计与工艺设计），制备与成形加工的一体化。

（4）开发新型制备与成形加工技术，发展新材料和新制品。

（5）发展计算机数值模拟与过程仿真技术，构筑完善的材料数据库。

（6）材料的智能制备与成形加工技术。