先进制造技术是支撑全球第四次工业革命的重要基石，当前，中国正着力推进2035年实现社会主义现代化的战略安排，进入创新型国家前列是社会主义现代化的战略目标，突破关键核心技术是进入创新型国家前列的根本要求，加快发展先进制造技术是关键核心技术攻关的重要行动。

  先进金属材料制备加工技术是当今工业发展的一个重要方向，我国先进金属材料制备加工技术上虽取得了一定的成果，但依然需要科学技术创新，对于当今这个社会工业化的环境下，先进金属材料制备加工技术应用前景宽广，可以使加工质量、产品质量大幅度的提高。是树立品牌的一个前提，必将大幅度推动中国中国制造向中国智造转型。

  本文重点介绍近年来发展较快的三种先进金属材料制备加工技术，包括增材制造技术、飞秒激光技术、超声加工技术。

  增材制造是将计算机辅助设计、材料加工与成形技术三者融合，再使用特制材料将数字化模型文件通过软件与数控系统逐层堆积固化，制造出实体产品的制造技术。也就是说，只需要有一个想法，数据文件和对应的材料，就能轻松实现从想法到实体的直接转化。

  增材制造技术生产周期短，相对于传统的金属材料制备方法，增材制造对所需的制造能力有一定的要求较低，其需要的操作较少、易操作，而且增材制造技术占地面积小，方便携带，在一些特定的场合下也能发挥作用。同时增材制造技术能完美复刻3D软件上的制作模型，完成精准制造，能轻松实现传统成型方法没办法完成的复杂结构，且制造后没有垃圾废料，提高了材料利用率。

  由于增材制造的这种技术特点，使得它受到全球的广泛关注，将有可能给传统的制造业来带一系列深刻的变革。在刚刚过去的几年里，航空装备零部件的制造与医疗器械的制造一直都是增材制造产品数量上涨的速度最高的应用场所。2020年全球增材制造收入已达158亿美元，2022年收入预测将攀升至239亿美元，到2024年将达到356亿美元。增材加工制造技术目前仍然处于快速地发展时期，并且拥有旺盛的市场生命力。

  但是增材制造技术对原材料的要求相比来说较高，原材料成本高。同时增材制造的设备比较昂贵，一些核心部件还有赖于进口，这就限制了这项技术在普通产品上的应用。开发低成本的原材料以及掌握关键技术降低设备成本是推广增材制造技术要解决的重要问题。

  飞秒激光技术是由激光电磁波或激光脉冲的各种各样的形式自由快速运转的化学激光组成，其加工维持的时间非常短，且有很高的瞬间运动速度和加工功率。其在工艺流程中，激光能轻松地直接实现对任何一种材料的精细激光加工、修补和激光微波衍射处理，激光在极短的精细加工维持的时间和极小的作用空间内与其他化学物质相互作用，作用时间范围内的激光温度在瞬间内急剧地快速上升，并以激光等离子体向外快速运动喷发的各种各样的形式作用下使飞秒激光斑去除。

  飞秒激光技术避免了传统加工中高温热融合熔化过程产生的质量上的问题，大幅度降低和有效消除了由于传统工艺流程管理中的高温热效应可能带来的许多其它负面影响。在超细微加工、修补领域有很好的应用前景。

  飞秒激光技术还处于起步阶段，该技术的发展和应用还需解决一系列的关键技术题目。如：目前没形成一套完整的理论来解释在超快、超短、超强的极端条件下，激光与物质相互作用的物理本质；加大力度投资生产飞秒激光器、微加工系统，将其体积进一步小型化；改善其微加工的工作环境，延长其寿命；针对飞秒激光微加工的特性及被加工材料的属性，开发模型设计的软件，对工艺流程进行模拟和仿真，实现最佳参数加工。

  超声加工是利用超声频作小振幅振动的工具，并通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的锤击作用，使工件材料表面逐步破碎的特种加工方法。在切削、拉丝模、深小孔加工等领域有独特的优势。超声加工在几十年里得到了迅猛发展，尤其是在难加工材料领域解决了很多关键的工艺问题，取得了良好的效果。

  超声加工已经逐步成为提高机械加工能效的一种重要手段。从应用行业上看，超声加工目前的主要应用于3C、航空航天、国防军工、5G新材料。在航空航天领域，产品质量发展要求高，重要材料如碳碳复合材料、碳纤维类具有高强度、低密度、耐超高温、耐腐蚀等优异特性，但其高强度、高弹性模量、耐磨损性在加工时难度大，不易切削、容易崩边、刀具磨损快。超声加工能减少刀具负荷，改善崩边毛刺现象，提高加工质量和效率。

  随着新材料、难加工材料、难加工结构与表面对加工质量和需求的提高，以及超声加工与电火花加工、电解加工、切削加工、磨削加工等结合起来形成复合加工，超声加工将在提升加工效率和质量有更广阔的应用前景。