中国粉体网讯  增材制造（3D打印）被世界各国视为提升国家竞争力、应对未来挑战优先发展的先进制造技术。与传统机械加工原理不同，增材制造通过材料逐层累加可制造传统方法难以制造的复杂结构，因此，有望实现金刚石工具制品整体化和精密化成形。但增材制造技术在金刚石复合材料方面的研究和应用才刚刚起步，国内外基本处于同步水平。

当前金刚石磨具领域面临的主要技术瓶颈在于：磨具制品结构-功能一体化设计与制造技术亟待提升，现有结构形状简单、加工效率低，缺少如多孔体、内流道等复杂形状结构，金刚石颗粒的有序排布、材料成分梯度分布等特殊微结构，以提升容屑、冷却、缓解应力的功能。激光增材制造技术是增材制造技术中最具代表性的一类，在增材制造技术领域中至关重要。

近年来，国内外学者及研究机构围绕金属基金刚石复合材料激光增材制造方向开展了较为丰富的探索性研究工作，并取得了一系列成果。Spierings等首次通过粉末床熔融（Powder Bed Fusion-laser Beam，PBF-LB）技术制备了以 Cu-Sn-Ti-Zr为金属结合剂的单晶金刚石复合材料，初步验证了PBF-LB制备金属基金刚石复合材料的工艺可行性。杨展等针对金属结合剂成分、PBF-LB工艺参数和金刚石选型三个方面进行材料及工艺优化研究，试验结果表明，金属结合剂粉末的粒度极大影响着复合材料的成形性。Fang等在上述研究的基础上，进一步探究了不同PBF-LB工艺参数对金属基金刚石复合材料表面形貌、金属结合剂硬度、复合材料致密度以及微观结构的影响规律。Rahmani等制备了金刚石分布规则的NiCr合金/金刚石复合材料砂轮，解决了精密、超精密加工的金刚石磨具中磨粒分布不规则以及制备工艺复杂等难题。

在激光增材制造过程中，金刚石的热损伤来源有两方面，一是激光对金刚石颗粒的直接辐照，二是高温熔池对磨粒的热传导与热积累效应。研究表明，激光直接照射在激光增材制造（Laser Addi-tive Manufacturing，LAM）制备的金刚石复合材料中会发生石墨化。然而，事实上金刚石的热损伤更易发生在与熔池直接接触的过程中。激光高斯热源在LAM中的快速熔化和能量分布不均匀导致熔池温度场极不平衡。由于瞬时温度可超过2000℃，金刚石颗粒遭受严重的高温热传导和热冲击。Zhou等发现在多道扫描过程中发生的重熔、热积累和二次加热增加了金刚石的热损伤。Rommel等研究了金刚石与熔融金属的界面反应，发现热损伤和界面反应只发生在与熔池接触的金刚石颗粒中，而未发生在激光直接照射的金刚石颗粒中。在PBF-LB金刚石复合材料过程中，金刚石的热损伤机理尚无定论，而且对此过程中金刚石的热损伤行为还未有详细阐述。

2025年7月17日，中国粉体网将在湖南·长沙举办“2025高端金属粉体制备与应用技术大会暨2025通信电子、3D打印、粉末冶金市场金属粉国产化交流会”。届时，我们邀请到中南大学张伟教授出席本次大会并作题为《增材制造技术与粉末冶金超硬工具制品的融合与发展》的报告，张伟教授将为您介绍通过增材制造技术使金刚石超硬材料与合金材料复合，实现复杂形状金刚石工具精密成形。

个人简介：

张伟，中南大学粉末冶金全国重点实验室教授，博士生导师，德国亚琛工业大学高级访问学者，入选湖南省科技领军人才。长期从事粉末冶金和金刚石领域新材料、新技术研究，主持国家、省级重点研发计划、自然科学基金项目10余项，以及中航工业、国机精工、华为、黄河旋风等企业技术开发项目30余项；发表论文80余篇，授权专利30余项，获得中国机械工业科技奖、教育部高校科研优秀成果奖和河南省科技进步奖。

参考来源：

张伟，等：基于金刚石热历史的超硬磨具激光增材制造工艺与组织性能优化

邱天旭，张伟，等：多元合金-碳化物粘结相对金刚石复合材料组织的影响

高阳，等：金刚石表面镀Ti对Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5/金刚石复合材料界面反应行为的影响

（中国粉体网编辑整理/留白）

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