3.2　能量源与原材料多元融合交互作用机制

3D打印依靠吸收激光/电子束/电弧等能量源的能量，将金属粉末或丝材原材料熔化，逐层凝固堆积，实现金属构件的成形制造［1～14］。3D打印过程中能量源/金属之间存在热/力等多场耦合交互作用（包括热源与金属粉末/丝材原材料、金属固体基底、熔池合金熔体及熔池上方气体或光致等离子体等的交互作用）。3D打印成形过程的主要影响因素见图3-1。金属粉末/丝材等的物理特性、能量源特性、作用环境等因素间的作用机理是3D打印工艺参数确立的基本依据。通过研究找出热源与材料之间的作用机制才能有效实现对热源吸收率、吸收能量的有效利用率和金属构件3D打印效率的主动控制。

图3-1　3D打印成形的主要影响因素