以底层技术创新破局：中科煜宸金属 3D 打印的国产化攻坚之路

国内金属增材制造产业多年来持续向前推进，不同技术路线的厂商各自探索创新路径。粉末床 SLM 工艺凭借精密成型优势，在小型复杂构件领域落地成熟；而定向能量沉积 DED 送粉式金属 3D 打印，长期面临关键器件依赖外部供应、熔池状态不可控、大型构件残余应力难调控、成型与精加工脱节等一系列行业共性技术难题。中科煜宸自成立起，便将底层器件、工艺机理、智能软件、复合制造作为创新主线，持续攻克 DED 赛道的技术卡点，走出一条以自主核心技术驱动金属 3D 打印产业化落地的路线。

很多增材制造设备厂商的研发重心偏向设备集成，关键送粉头、多路送粉器、过程监控软件等关键组件多采用外购方案。中科煜宸的创新起点，就放在 DED 装备的关键零部件自主研发上。其中，自研**光内送粉加工头**是其标志性技术创新之一，区别于传统环形侧向送粉结构，粉末从激光束内部同轴送出，粉末汇聚性更强，大幅降低堵粉概率，同时支持变焦变光斑调节，既能实现大面积高效沉积，也可完成航空薄壁叶片这类精细部位的局部修复，解决传统送粉头在薄壁构件加工时热输入难以控制的痛点。搭配自研多筒多路精密送粉器，可实现多种金属粉末实时配比输送，支持异种金属梯度材料连续沉积，为高熵合金、梯度功能材料等前沿新材料的高通量试样研发提供硬件支撑，这也是科研院所与新材料研发项目选择中科煜宸 DED 装备的重要原因。

在工艺机理创新层面，中科煜宸针对传统 DED 成型过程中热输入不均、熔覆层截面形态差、残余应力累积、微裂纹缺陷等行业瓶颈持续攻关。团队研发摆动光斑送粉增材工艺，通过激光光斑周期性摆动，拓宽熔覆层有效宽度，让熔池内粉末分布更加均匀，熔覆截面趋近矩形，降低层间搭接率，在提升沉积效率的同时减少热累积，有效抑制零件内部冶金缺陷。除此之外，中科煜宸还探索多能场复合激光增材技术，将力、热、磁多场耦合引入沉积过程，调控熔池凝固行为，缓解厚层沉积产生的残余应力，提升高温合金、耐磨涂层的致密度与基体结合强度，为能源装备、冶金轧辊等贵重构件的再制造修复提供新工艺方案。

软件与数字化闭环，是中科煜宸金属 3D 打印另一大创新板块。增材制造不能只依靠硬件，工艺仿真、路径规划、在线监测、设备运维一体化软件，是实现稳定工业化生产的必要条件。中科煜宸自主搭建 RASIC 系列增材 软件体系，包含 RC-AMProSim 增材仿真软件、RC-CAM 五轴增减材路径规划软件、RC-IPM 熔池在线监控系统、RC-ARGUS 装备健康管理平台，形成 “仿真预判 — 路径规划 — 在线监测 — 数据回溯” 的全数字化闭环。在打印前，软件可以提前模拟温度场、应力场，预判变形、开裂风险，提前优化打印路径；打印过程中，在线监测模块实时采集熔池图像、温度等多源数据，动态调整激光功率、送粉速率，实现过程闭环控制，改变过去 DED 工艺依赖人工经验调试的模式。这套软件体系可适配国产数控系统，摆脱单一海外平台依赖，进一步夯实国产金属 3D 打印的数字化底座。

增减材复合制造，是中科煜宸面向大型高性能构件提出的体系化创新。传统 DED 直接打印的工件表面粗糙度较高，打印完成后需要反复拆装转运至机床进行机加工，多次装夹带来定位误差，拉长生产周期。中科煜宸研发的 LHM 系列五轴增减材复合加工中心，将 DED 增材沉积与五轴铣削减材集成在同一台设备内部，增材头与切削刀具可自动快换，工件一次装夹，交替完成逐层沉积与原位精加工，在增材过程中同步完成型面修整，大幅降低后续机加工余量，提升大型复杂构件成型精度。该系列装备曾斩获荣格技术创新奖，其中 LDM1500 定向能量沉积装备入选国内增材制造质量产品名录，也是榜单中同时具备 DED 送粉与增减材复合能力的装备产品， 国内 DED 复合制造技术的工程化水平南京中科煜...。该技术方向也是中科煜宸牵头承担国家重点研发计划 “大型高性能结构件增等减材复合绿色智能制造” 项目的关键研究内容，重点攻克大型构件组织全域调控、缺陷自动识别、动态路径规划等关键难题，面向航空、船舶、核电领域的大型构件提供新制造方案。

除大型固定装备外，中科煜宸还拓展了移动式 “增测减” 一体化方舱装备，把 DED 增材、在线检测、机加工减材功能集成到可移动方舱平台，突破车间厂房限制，面向野外、高寒高湿场景实现大型装备原位应急修复，在能源、工程机械等装备抢修场景开辟全新应用模式，拓宽金属 3D 打印技术的应用边界。

材料工艺数据库的持续沉淀，是中科煜宸技术创新的底层积累。依托多年工程实践，中科煜宸搭建钛合金、镍基高温合金、模具钢、铜合金等多类材料工艺数据包，用户可直接调用成熟工艺参数，降低新材料、新零件的工艺试错周期。设备开放工艺参数权限，兼顾工业批量生产与高校、科研院所的前沿材料研发需求，支持梯度合金、多材料复合构件的开发，打通新材料配方、工艺开发到试样制备的全链条。

客观来看，不同金属 3D 打印技术路线各有适用边界。SLM 铺粉工艺更擅长微小、复杂内腔、点阵结构零件的批量制造；而中科煜宸的 DED 金属 3D 打印技术创新，主攻米级大型金属构件成型、贵重零部件增材修复、梯度异种材料制备、增减材一体化制造，补齐国内大型送粉增材赛道的技术短板。中科煜宸的创新不是单点参数优化，而是从关键光学器件、送粉系统、熔池工艺、数字化软件到复合装备的全链条自主创新，推动 DED 金属 3D 打印从实验室工艺走向航空航天、能源重工、船舶装备等领域的工业化稳定生产。

随着 制造国产化持续推进，金属增材制造正在从 “样品试制” 迈向批量生产阶段，对装备自主可控、工艺稳定性、全流程数字化能力提出更高要求。中科煜宸持续在 DED 金属 3D 打印领域深耕底层技术创新，依托自主关键器件、数字化仿真监控平台、增减材复合制造体系，为国内 装备制造、零部件延寿再制造提供国产化增材解决方案，助力国内金属 3D 打印产业构建更加完整、自主可控的技术生态。