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哈工大张洪涛团队，先超声波后激光增材

多数增材制造依赖激光或电子束熔融材料，哈尔滨工业大学威海校区张洪涛教授团队选择了一条截然不同的路径——超声波增材制造（UAM）。2025年4月，团队成功研制出国内首套双换能器超声固相增材制造装备，实现6000瓦至9000瓦双头输出功率，可满足铜、铝、镍、钛等多种功能材料及梯度材料的制备需求。

与熔焊工艺相比，UAM的加工温度低，能避免材料高温氧化、相变及残余应力，尤其适合异种金属连接。团队从2013年提出“辅助加热式超声快速成型方法”理念起步，历经多次装备迭代，最终通过同轴连接的双换能器与双变幅杆协同作用，形成了推挽联合控制结构，显著提升了能量输出效率和工艺稳定性。这套装备为铜/铝、铝/钛等异质材料的高质量复合增材制造提供了绿色新工艺，未来可服务于航空航天、新能源汽车和光伏产业。

来源：哈尔滨工业大学

如果说前两个团队聚焦工艺突破，中国科学院宁波材料所激光极端制造研究中心则把目光投向了装备的系统工程化。多材料激光粉床增材制造长期面临铺粉效率低、粉末交叉污染、界面缺陷控制三大难题。

该中心逐一攻克：研发非接触式“风刀”铺吸粉技术提升粉末沉积与移除效率；提出基于铁磁性和粒径差异的混合粉末筛选分离方法；通过界面三维互锁结构设计抑制异质界面裂纹与孔洞。在此基础上，中心已研制出AMM040、AMM250等多材料增材设备，并面向科研用户推出AMM150型异质粉床增材设备，支持同层最多四种材料沉积，单材料吸粉铺粉综合效率超过1000 mm²/s，粉末分离纯化率达99%以上。这套“高效沉积+闭环循环+灵活切换”的组合，正在将异质粉床增材从实验室推向工程验证。

来源：中国科学院宁波材料所激光极端制造研究中心

高熵合金以多主元成分设计著称，但传统制备方法难以实现空间上的成分与结构调控。广东省科学院智能制造研究所毕贵军研究员团队采用激光定向能量沉积技术，以面心立方结构的CoCrNi和体心立方结构的CoCrNiAl₀.₆TiFe高熵合金粉末为原料，成功制备出具有三维空间交替分布特征的异质结构高熵合金材料。

这一设计打破了传统异质结构材料仅在梯度或层状等单一维度上的局限。所制备的材料实现了屈服强度超过800 MPa、极限抗压强度超过2200 MPa、断裂应变超过40%的强韧性能组合。相关工作获评《中国激光》“多材料构件增材制造”专题封面文章，该专题汇聚了清华大学、北京航空航天大学、华南理工大学等30余家科研单位的研究成果。

杨守峰团队在多材料增材制造，尤其是多材料激光粉末床熔融方向取得了系统性突破。其核心成果是受汽车无级变速器（CVT）启发，提出层内粉末沉积梯度调控策略，将316L不锈钢与IN718镍基高温合金在同一层内设计成厚度互补的“斜坡”分布，使成分连续、平滑过渡，无需预混粉即可形成均匀梯度界面，粉末利用率可达90%以上，相关成果发表于《国际机床与制造杂志》（International Journal of Machine Tools and Manufacture）。支撑这一突破的，是团队自主研发的曼陀罗微喷嘴铺粉技术和“模/件同生”增材制造技术：前者受坛城沙画启发，用干粉末微振动喷嘴实现按需喷射和精准控制，避免异种粉末交叉污染；后者则推动研发了国内首台“真正意义上的”多材料激光粉床熔融高端装备。

团队在该领域已深耕20多年，杨守峰教授是国家级高层次人才、斯坦福大学世界前2%终身影响力科学家，发表190多篇论文，H指数53，总引用超过17000次，单篇引用超过4000次，并担任《Additive Manufacturing》等8个期刊编委。这些积累使该技术在航空航天、深海装备等领域具有重要应用前景，例如制造一端耐腐蚀、一端耐高温的关键零部件，在减轻重量的同时提升使用寿命与安全性。

来源：《国际机床与制造杂志》

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浙工大姚建华团队，让多种陶瓷精准就位

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陶瓷增材制造的难点在于：单组分陶瓷性能单一，而多陶瓷打印又面临浆料窜流和结构坍塌的双重困境。浙江工业大学姚建华教授团队提出了一种集成激光辅助固化、脉冲切换挤出与相对压力控制的多陶瓷DIW打印方法。

团队自主设计了多流道汇聚喷头，成功实现了2种、3种乃至4种陶瓷浆料的精准复合打印。其中的关键创新是：在陶瓷浆料中引入光聚合树脂，通过紫外激光在浆料发生明显变形前进行原位固化，有效减轻了DIW打印中常见的结构塌陷问题。性能测试表明，所制备的多陶瓷复合支架在机械性能和生物相容性方面均优于单组分陶瓷支架，在骨科植入物、齿科修复体等精准医疗场景展现出应用潜力。

来源：浙江工业大学激光先进制造研究院

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华南理工杨永强团队，破解铜/钛界面的成形关键顺序

铜合金的耐腐蚀性与钛合金的轻质高强特性如果能在同一构件上结合，舰船螺旋桨叶片的推进效率将大幅提升。但铜/钛异质材料在激光粉末床熔融过程中，界面极易形成脆性金属间化合物并引发开裂。

华南理工大学杨永强教授团队系统研究了成形顺序对界面性能的调控机理。研究发现，先成形TC4钛合金时，其低导热与高激光吸收率为后续NAB铜合金熔池提供了稳定热环境，促进匙孔熔化模式，形成宽度约150 μm的扩散层，界面结合完好；反之则因能量吸收不足和冷却过快导致显著热应力。这一发现直接指向了异质材料构件制造的工艺优化方向。

来源：《中国激光》