多材料LPBF是一种新兴的金属增材制造技术，通过选择性粉末沉积（Selective Powder Deposition，SPD）在传统LPBF设备中实现不同金属材料在单件内的分区打印。SPD系统采用多个料斗和独立滚筒分别盛装不同材料粉末，在每层成型时根据CAD模型需求将指定材料沉积到床面特定区域，再通过激光熔化逐层叠加成型。

      如下图所示，其SPD的装置多个料斗通过负压将粉末吸附在滚筒表面，滚筒绕轴旋转后在构建面上释放粉末，实现多种金属粉末的空间排序。三个料斗分别装载不同粉末并经各自的滚筒有序沉积至基板。SPD技术可将各种材料（如高导热铜合金与高强度合金、医用钛合金与镁合金等）按需混合，实现零件局部性能优化。
 

这里，航天3D打印以Aconity MIDI（Aconity3D GmbH，德国）设备+Aerosint SPD系统（Aerosint SA，比利时）为例，首先来看这个多料斗的铺粉装置。铺粉滚筒通过压电阀控制不同粉末的沉积位置，并在滚筒底部通过短时正压释放粉末至粉末床完成图案化。
 

       分区铺粉完成之后，不同材料配备差异化的激光功率、扫描速度等工艺参数。设备通过软件实时切换参数，确保每种材料熔化质量最优。铺粉机构将第一种材料铺满基板。激光根据预设路径熔化该层。刮刀切换至第二个粉末仓，铺展第二种材料，激光熔化区域。然后逐层交替铺粉和激光熔化，直至完成整个部件。
     这种多材料LPBF技术特别适用于热-结构耦合的航空航天部件。典型例子如火箭发动机燃烧室壁和喷嘴，需要高导热的铜基冷却通道与耐高温、强度高的合金结构件共存。多材料LPBF可在单件内实现铜合金与高温合金的功能梯度组合，例如在燃烧室局部打印铜基合金以增强散热性能，在其他区域打印高强度不锈钢或镍基合金承受应力。

     多材料制造能够同时满足复杂几何和材料性能需求，可用于高温流体表面结构等多功能件。在材料配对上，铜-钢体系（或类似铜-镍合金搭配）是一种常见策略：铜系材料具有优异的热导性，而304L、904L不锈钢或高温合金则提供结构强度和耐腐蚀性，但二者熔点和热膨胀系数相差较大，需要针对性工艺设计。比如904L不锈钢与CuSn10黄铜就是此类典型组合，有研究发现：若排布合理钢下铜上，则界面结合良好；反之易在钢侧产生裂纹。
 

      未来可针对更多材料组合（如铜-镍基高温合金、钛-铝合金等）进行优化探索，为航空航天中的管道、喷嘴、换热器等部件提供新的制造方案。同时在设备的改造上，对于不同材料热膨胀系数的差异、熔池混合不均匀以及粉末交叉污染的问题仍然是需要着重考虑的。多材料金属打印应用前景广泛，未来可期。

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