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背景介绍

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轻质金属材料是指密度相对较低（小于5 g/cm³）的金属及金属合金，应用最为广泛的轻质金属材料包括钛Ti、铝Al、镁Mg及其合金。这类材料兼具高强度、高耐久性与轻量化的优良综合性能，能够提升装备性能、提高能源利用效率，在航空航天、汽车、建筑等行业备受青睐。此外，部分轻质金属材料还具备独特的功能特性，例如钛的耐腐蚀性、镁与钛的生物相容性，以及铝的导热性与加工成形性能，使其在能源、生物医学以及日用领域同样拥有极高的应用价值。

图1：钛、铝、镁轻质合金的典型应用。

加工技术的发展能够推动轻质金属材料的迭代升级与工程应用。轻质金属材料的传统加工工艺以铸造和塑性成形为主。增材制造（又称3D打印）作为一种前沿制造技术，相较于传统制造方法，具备极强的设计灵活性，还可大幅缩短生产周期。因此，增材制造技术被公认为一种全新的制造范式，可实现具备复杂几何形貌与拓扑优化轻量化结构的轻质金属材料在更多工业场景下的应用。

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尽管轻质金属材料的增材制造已经取得长足进步，但在可打印性与可获得性能方面仍存在诸多挑战。增材制造过程中的快速凝固与大温度梯度，会造成沿打印沉积方向形成柱状晶组织。尤其在制备凝固区间宽、液相渗透性差的轻质金属材料（如部分中高强度铝合金）时，材料极易产生热裂纹。

图2：轻质合金及复合材料的典型增材制造技术。

除此之外，基于激光的增材制造加工轻质金属材料时，受材料高反射率影响，存在激光吸收率不足的问题。现有研究表明，引入增强颗粒是解决上述问题的重要途径。具体而言，将高熔点、高模量的增强颗粒引入金属基体，制备高性能金属基复合材料，其性能优于传统金属材料。

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轻质合金及其复合材料增材制造技术

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金属增材制造主流工艺可依据制备过程中原材料的物态，分为熔融基工艺与固态基工艺。两大类工艺包含多种典型增材制造技术：激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）、电子束粉末床熔融（electron beam powder bed fusion，EBPBF）、激光定向能量沉积（laser directed energy deposition，LDED）、电弧增材制造（wire arc additive manufacturing，WAAM）、搅拌摩擦增材制造（friction stir additive manufacturing，FSAM）、冷喷涂增材制造（cold spray additive manufacturing，CSAM）、粘结剂喷射增材制造（binder jetting additive manufacturing，BJAM）以及材料挤出增材制造（material extrusion additive manufacturing，MEAM）。其中LPBF、LDED、WAAM和FSAM是制备轻质金属基复合材料最常用的增材制造技术。

图3：典型金属增材制造工艺原理示意图。

粉末床熔融工艺逐层选择性熔化粉末床上的金属粉末，制备预设几何形状的金属零件。该工艺一般采用激光或电子束作为能量源，相较于其他金属增材制造技术，尺寸精度更高，但打印速度相对较慢。

EBPBF与LPBF之间的主要差异总结如下：

• 预热要求：EBPBF通常需要更高的预热温度，以缓解颗粒排斥引发的“烟雾效应”，避免颗粒爆燃； 

• 加工环境：EBPBF需要真空或可控真空环境，减少气体分子造成的电子束散射；而LPBF在惰性气体氛围下工作，抑制材料氧化；

• 能量吸收机制：受电子‑光子相互作用差异影响，EBPBF可降低能量反射损失与元素挥发风险，而这两类问题是LPBF工艺的突出难点；

• 束流调控特性：电子束惯性小，配合电磁透镜聚焦，使得EBPBF能够实现比LPBF更复杂、更高速度的扫描策略。
  

定向能量沉积采用能量密度更高的热源，形成更大熔池，对送入的金属材料进行沉积成形。热源包括激光、电子束、电弧以及等离子弧。送料喷嘴一般由机械臂或数控系统控制，按照预设路径逐层沉积材料。

DED既可以使用粉末，也可以使用丝材作为原料，具备很高灵活性。

• 粉末基DED通常以激光作为热源；丝材基DED则拥有更多热源选择，包括丝材激光定向能量沉积（wire‑LDED）、丝材电子束定向能量沉积（EBDED）以及电弧增材制造（WAAM）。

• 粉末基DED制备构件尺寸精度与表面质量更好；丝材基DED沉积效率更高、材料成本更低。

• WAAM成形件表面质量较差，需要大量数控切削后加工才能达到尺寸精度；但WAAM沉积速率远高于大多数金属增材制造工艺。丝材‑EBDED 需要真空环境，对实验条件要求严苛。而激光束存在反射特性，导致其热源效率显著低于WAAM与丝材‑EBDED。

固态基增材制造技术依靠材料塑性变形实现结合，而非熔化。加工峰值温度一般低于原材料的固相线温度，能够有效抑制凝固过程中产生的各类复杂微观缺陷。因此，对于凝固区间宽、可打印性差的合金（如2000系、6000系、7000系铝合金），固态基增材制造是可行的制备方案。

在成形速度与组织均匀性方面，固态基增材制造相比熔融基增材制造具备明显优势。

• 搅拌摩擦增材制造是最具代表性的固态增材制造技术之一，基于搅拌摩擦焊原理，利用旋转搅拌工具对原材料生热，使材料发生塑性软化，沿预定路径完成成形。

• 另一类常用固态增材制造技术为冷喷涂增材制造：利用载气（氮气、氦气等）将粉末原料以超高速度喷射沉积到基体表面，实现冶金结合与机械互锁。CSAM加工温度低、成形速度快、灵活性高，但成品表面质量欠佳，需要后续处理。

• 粘结剂喷射增材制造与材料挤出增材制造是两种基于烧结的典型固态增材制造技术。BJAM向粉末层喷射液态粘结剂，经固化、烧结与后处理得到零件；MEAM通过移动喷嘴连续挤出、沉积材料来制造三维构件。基于烧结的增材制造工艺在成本与加工速率上具备优势，但受原料适配性、成品质量等问题制约，目前用于制备轻质金属基复合材料的相关研究仍较为有限。

• 固态基增材制造存在加工尺寸、零件几何构型、设备条件等方面的局限。并且在制备金属基复合材料时，剧烈塑性变形容易造成增强颗粒在基体内部发生团聚。因此，如何利用固态基增材制造实现复合材料组织均匀化、获得优异性能，仍有待进一步深入研究。

图4：四种金属增材制造技术的雷达图对比。

金属基复合材料的增材制造技术。增材制造工艺的选择，很大程度受原料形式影响。粉末原料便于引入增强颗粒，工艺复杂度低、灵活性高，是制备金属基复合材料的优选原料。由此可见，粉末床熔融与粉末基定向能量沉积十分适合加工金属基复合材料。

目前已有不少研究聚焦于增材制造专用金属粉末的制备策略

• 制备金属基复合粉末的常用方法包括球磨、机械混粉以及原位合成。复合粉末的颗粒形貌对粉末流动性、铺展性至关重要，这一点在LPBF工艺中尤为突出：形貌良好的金属粉末能够形成分散均匀、堆积密实、铺展平整的粉末层，从而提升最终构件的成形质量与精度。

• 增强相在金属基体中的均匀分散，是制备性能均一复合材料构件的另一关键问题。通过调整打印工艺参数，可在PBF过程中实现增强颗粒自发分散，这也证明采用PBF制备轻质合金基复合材料具备可行性。

• 丝材基复合原料需要在成形前就引入增强相，制备难度更大。已有研究者提出原位制备纳米改性金属丝材的思路；另一种为药芯丝材：该丝材由中空金属管内部填充粉末态增强相构成，是实现多组元材料复合最直接的方式之一。药芯丝材可用于WAAM与LDED工艺，既可以采用外加增强相，也可以实现原位生成增强相。

• 粉末与丝材基增材制造技术（尤其是PBF与DED）在制备高质量轻质金属基复合材料方面潜力巨大。

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钛基复合材料的增材制造

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钛合金凭借高强度、低密度、优异力学性能以及良好生物相容性，广泛应用于航空航天、汽车以及生物医学领域。钛基复合材料为解决传统钛材料的性能局限提供了新方案。钛合金体系常用的增强颗粒包括碳化物、氮化物、硼化物以及氧化物。外加颗粒制备的主流工艺为粉末冶金与机械合金化；在增材制造原位制备过程中，原料中部分外加颗粒会与基体发生反应，合成界面结合更佳的增强颗粒，实现原位强化。此外，也可通过气‑液反应引入原位增强颗粒。

存在两种典型原位生成模式：第一种是加入热力学活性较高的碳化物/硼化物颗粒（如B₄C、SiC），颗粒发生溶解并反应生成稳定TiC/TiB；第二种是直接添加TiC/TiB颗粒，颗粒部分溶解，得到外加‑原位混合增强钛基复合材料。

图5：增材制造典型钛合金与钛基复合材料的拉伸性能汇总。

增强颗粒对微观组织的影响

• 引入陶瓷增强相对增材制造钛合金的凝固条件与最终微观组织会产生显著影响。例如TiC/TiB可以显著细化钛基体组织。

• 针对不同合金中原始β晶粒细化的差异给出重要参考：TiB与β‑Ti的析出顺序取决于硼元素含量。该凝固顺序特征，可作为调控其他钛合金体系微观组织的参考因素。

• 原位生成相具备显著细化效果，能够改变钛基体的形貌与各向异性。

力学性能

• 拉伸性能，钛基复合材料的拉伸性能会随增强颗粒的加入发生明显变化。引入增强相能够提升强度，但往往会造成塑性显著下降，这种强度‑塑性的权衡通常伴随断裂模式的改变。钛基复合材料中，C、B、N、O是关键溶质元素，均可提升复合材料屈服强度。

• 耐磨性能，钛合金比强度、疲劳性能、抗蠕变性能优异，但硬度低、导热差、氧化活性高、易发生粘着磨损，摩擦学性能较差。硬度是评价耐磨性能最直观、最重要的指标。陶瓷颗粒具备高硬度与高强度，因此添加增强颗粒是调控增材制造钛合金整体耐磨性能（本体耐磨特性）的有效手段。

增强颗粒对生物相容性的影响

• 生物相容性指材料在特定应用场景下，能够与宿主机体产生适宜响应的能力。钛基材料强度高、弹性模量适宜、耐蚀性好且具备生物相容性，是承重生物医用金属材料的优选之一。

• 生物学生物相容性，植入体与宿主生理体系的相互作用，主要取决于材料表面特性。植入物在体液环境中会发生复杂的物理‑化学相互作用。钛基材料本身多属于生物惰性材料，目前也在研究提升其生物活性，实现更丰富的生物学功能。改性思路分两类：一类是直接在基体合金表面制备钛基复合涂层；另一类是优化材料本体性能，间接调控表面特性。相比于直接表面改性，本体性能优化策略并未展现出明显优势。

• 力学生物相容性，在考量生物材料的承重能力时，首要要求是具备适配硬组织的合适力学性能。需要拥有适宜的弹性模量、强度、疲劳性能等，以此避免产生不必要的应力屏蔽效应以及早期失效。TiC、TiB这类增强相本身弹性模量较高，可以预见，引入原位增强颗粒会提高复合材料的弹性模量。支架类点阵结构设计不仅能够调控弹性模量，还可增大比表面积，为细胞黏附与增殖创造有利环境。

• 疲劳性能也备受关注，增材制造钛基复合材料的疲劳性能很大程度受微观组织与表面状态控制。增材制造引入的缺陷会成为裂纹萌生位置；而颗粒弥散均匀、界面结合牢固的增强颗粒，可以提高裂纹萌生阈值，延长疲劳寿命。与之相反，颗粒团聚或颗粒与缺陷相互作用，则会加速裂纹萌生。

目前增材制造钛基复合材料在生物材料方向的研究仍然有限。熔融‑热锻‑冷轧制备含Y₂O₃的TNTZ复合材料的研究可以提供参考：颗粒细小、弥散分布且界面结合良好时，能够抑制位错滑移、消除薄弱表层区域，延缓裂纹萌生；但尺寸较大、分布在表面的颗粒会成为裂纹源，降低疲劳极限。此外，多孔/蜂窝状钛基材料的疲劳性能通常低于致密块体材料，往往需要后处理来改善抗疲劳能力。

增材制造铝‑硅系合金（尤其 AlSi10Mg）打印性能优异，研究成熟度较高；与之相对，中高强度铝合金通常被认为不适用于熔融型增材制造。通过成分改性，尤其是在铝合金中引入增强颗粒制备铝基复合材料（AMMCs），是改善打印成形性、获得优异性能的可行途径。

增强颗粒对微观组织的影响

• 晶粒细化。受热流驱动发生快速凝固，传统增材制造铝合金的微观组织通常呈现熔池结构，晶粒发生外延生长。引入增强颗粒能够显著细化微观组织，促进柱状晶‑等轴晶转变。组织细化有利于提升打印成形能力，对于打印性能较差的合金尤为重要。

• 非均匀形核。组织细化主要源于非均匀形核。增强相往往与α‑Al基体具备良好的界面匹配性，降低临界形核过冷度，促进形核。增强颗粒可以在增材制造铝合金熔池中充当形核核心，促使成形试样发生柱状晶‑等轴晶转变。

• 消除裂纹。等轴晶组织能够降低开裂倾向，在中高强度铝合金中尤为明显。普遍认为，柱状晶的晶界富集元素区难以抵抗凝固残余应力，最终沿晶界产生裂纹。引入增强颗粒，为制备无裂纹的中高强度增材制造铝合金提供了重要思路。

力学性能

• 拉伸性能。多数研究表明，添加增强颗粒会使强度显著提升，但伸长率下降；不过也存在强度与伸长率同步提高的特例。该现象一般可以解释为：增强颗粒引发位错累积，显著提高加工硬化速率，延缓复合材料发生颈缩。同时，增强颗粒改善打印成形性，降低铝合金孔隙率，也有利于伸长率提升。

• 疲劳性能。航空航天是增材制造技术的主要应用驱动力，增材制造可以高效定制形状复杂、多品种小批量零件，生产周期短。因此，疲劳失效会成为增材制造合金（尤其铝基复合材料）面临的最关键问题之一。增材制造合金本身存在的孔隙、裂纹缺陷会严重损害疲劳性能。

• 金属基复合材料的疲劳性能受多重复杂因素影响，包括颗粒形貌、颗粒含量、颗粒‑基体界面结合、加工工艺、载荷条件等。增材制造铝基复合材料疲劳性能提升主要来源于缺陷减少与表面处理，仍需要依靠工艺优化与后处理技术。增强颗粒对合金疲劳性能的影响尚不明确。

铝基复合材料的固态增材制造

• 中高强度铝合金在熔融型增材制造中存在诸多难题，由此固态增材制造技术受到广泛关注。

• 固态增材制造制备铝基复合材料时，增强颗粒与基体在高温高压下实现冶金结合。增强颗粒可以通过多种方式引入最终制品：将颗粒放置在基体表面（嵌入孔洞/沟槽）、直接作为增强板进行结合、集成到消耗型搅拌针中等。

• 固态增材制造过程中增强颗粒具备晶粒细化效果，添加增强颗粒可以显著提升铝基复合材料的硬度、耐磨性与抗拉强度。

固态增材制造制备铝基复合材料具备多项突出优势：

• 加工过程不存在元素烧损与挥发损失；

• 剧烈塑性变形与动态再结晶，促进形成细小致密组织；

• 与多种铝合金兼容性好，几乎不受凝固行为制约。
  

固态增材制造技术局限：难以加工形状复杂、精度高的零件；构件边缘会产生多余飞边，几乎所有制品都需要数控后续机加工。这意味着该工艺需要在加工精度、零件复杂度与产品质量之间做权衡。

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镁合金按成分主要分为两类：铸造镁合金（如AZ91、WE43）与变形镁合金（如AZ31、AZ80）。传统商用铸造、变形镁合金体系已经发展得十分成熟；而生物医用镁合金、镁电池等功能型镁合金，正成为重点研究方向。增材制造所用镁合金的种类仍然比较有限，一方面镁合金粉末原料生产成本高；另一方面，部分镁合金（如Mg‑Zn系）打印成形性能较差。因此，颗粒增强策略是制备高性能镁合金的重要解决途径。

增强颗粒对微观组织的影响

• 增材制造镁合金试样通常呈现双峰晶粒尺寸分布、近等轴晶形貌以及较弱的晶粒织构。相比于普通镁合金，颗粒增强镁基复合材料能够获得更好的打印成形性、更细小的晶粒以及更低的织构强度。引入增强颗粒可以促进等轴晶形核、抑制晶粒外延生长，其作用机理与钛基复合材料中观察到的主要机制相近。

力学性能

• 在传统AZ系镁合金中引入增强颗粒，表现出两种截然不同的变化趋势：一种是屈服强度与抗拉强度显著提升，但伸长率大幅下降；另一种是屈服强度变化不大，但伸长率明显提高。

• 值得注意的是，和传统增材制造Mg‑Gd合金相比，现有增材制造镁基复合材料在拉伸性能上并不具备明显优势。这说明，颗粒增强改性策略有望进一步提升增材制造镁‑稀土系合金的力学性能，是未来很有前景的研究方向。

• 相较于钛基复合材料与铝基复合材料，增材制造镁基复合材料的疲劳性能相关研究依旧稀缺。增材制造镁基复合材料的疲劳机理尚未完全明晰，仍有待深入研究。

增强颗粒对耐蚀性能的影响

• 腐蚀行为与腐蚀机理一直是镁合金领域的重点研究课题。镁合金耐蚀性受合金成分、微观组织、第二相等因素影响。受独特工艺条件与复杂工艺参数作用，增材制造构件的凝固组织与传统工艺制备的材料存在很大差异，这使得增材制造零件的腐蚀行为更加复杂。

• 增材制造构件的微观组织受颗粒形态、实际位置、热循环历史等多重因素影响，因此很难单独剥离某一个因素对耐蚀性的作用。

• 第二相与表面防护涂层是显著影响增材制造镁合金耐蚀性的两大因素。第二相与基体之间会发生电偶腐蚀；而表面涂层可以在构件表面生成保护层，降低腐蚀速率。引入增强颗粒是改善增材制造镁合金耐蚀性的一种可行思路，但引入增强颗粒反而会降低镁基复合材料耐蚀性，该负面效应通常来源于颗粒诱发的额外电偶腐蚀。

部分学者认为增强颗粒对耐蚀性的影响和颗粒添加量有关：低含量且弥散均匀的增强颗粒可以有效提升镁基复合材料耐蚀性；颗粒含量过高会造成局部团聚，反而使耐蚀性下降。另外也存在部分颗粒可以改善镁合金耐蚀性，LPBF制备AZ61/CeO₂复合材料发生腐蚀时，部分CeO₂颗粒会进入腐蚀产物膜中，得到裂纹少、致密度高的腐蚀产物膜，降低复合材料在模拟体液中的腐蚀速率。

增强颗粒对生物相容性的影响

• 具备耐蚀性能的增材制造镁合金，很大一部分应用于生物医学领域。镁是人体必需元素，无毒无害；弹性模量与人体骨骼接近，可以有效避免高强度金属植入体带来的应力屏蔽效应；并且可以在人体内生物降解。

• 用于植入体的增材制造镁基复合材料，一般优先选用生物相容性陶瓷（如羟基磷灰石、磷酸三钙、生物玻璃）、碳材料（如碳管、石墨烯纳米片）作为增强颗粒。与碳化物、硼化物等传统陶瓷不同，生物相容性陶瓷颗粒力学强度通常偏低；但对于生物医用颗粒增强镁合金而言，力学强度与耐蚀性的合理匹配更为优先。

增材制造镁基复合材料的腐蚀疲劳行为值得重视

• 构件失效往往始于点蚀诱发裂纹萌生，与耐蚀性密切相关。传统镁基复合材料的研究经验表明：优化颗粒尺寸与形貌、保证颗粒弥散分布、降低缺陷密度、搭配生物活性涂层，能够在低应力幅值条件下延缓裂纹萌生与扩展。但颗粒团聚、颗粒形貌不佳或者高应力水平，会加剧电偶效应与应力集中，削弱上述优势。

• 墨水挤出3D打印工艺是制备可降解复合材料的新兴方法。该工艺便于灵活调整颗粒种类与含量，保证复杂形状镁基复合材料内部陶瓷颗粒均匀分布。通过该工艺得到的镁基复合支架，作为骨替代材料具备巨大潜力：体外降解速率适宜，并且能够显著促进成骨分化。

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展望

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颗粒增强策略在增材制造轻质金属基复合材料的工业应用中愈发重要。未来研究可聚焦于原材料制备、工艺窗口拓展、性能‑功能一体化以及新型复合材料体系设计四个方向。

图7：面向增材制造轻质金属基复合材料的未来研究。

金属基复合材料原材料的新型制备方法

• 增材制造用金属粉末、丝材的制备技术已经较为成熟。但对于金属基复合材料原料，如何高效、均匀地引入增强颗粒仍是难点。复合材料粉末主要有两类制备思路：一是通过球磨或者静电组装，将增强颗粒与基体金属颗粒机械复合；二是在金属熔体中预先加入氟盐，原位制备复合粉末。原位复合粉末流动性更好，增强相分布更均匀；但需要基体重熔、原位生成颗粒等额外工序，工艺复杂、成本更高。

• 丝材制备难度更大，加入增强颗粒会降低材料塑性与变形能力。目前缺少针对轻质金属复合丝材制备技术的系统性综述。部分研究者也探索了丝‑粉同步送料实现颗粒掺杂的方案。

• 金属基复合材料原材料制备相关研究仍然偏少。随着增强颗粒添加量提升，颗粒分散性以及颗粒‑基体润湿性会进一步变差。因此，粉末基与丝材基增材制造用复合材料原料的创新制备工艺仍有待进一步探索。

金属基复合材料的增材制造工艺创新

• 陶瓷颗粒虽可以有效改善金属材料的打印成形性与力学性能，但想要实现高性能复合材料构件，仍需要开展增材制造工艺创新与设备升级。

• 设备改造与升级。如根据粉末与增强颗粒特性以及沉积参数定制喷嘴；开发可实时监测送料状态的智能喷嘴；同轴送丝高速打印工艺优化等。同时，将设备升级与打印策略优化相结合，能够为高质量复合材料制备提供更优的工艺窗口。

• 外场辅助是增材制造技术创新的重要方向。各类外场可以显著影响材料致密化行为、温度场、熔池动力学、晶粒动态再结晶等过程，有望改善颗粒分布均匀性，提升构件致密度。目前针对轻质合金增材制造过程中外场‑颗粒相互作用机理，仍缺少系统性研究。

• 新型热源的增材制造工艺创新。提升激光‑金属能量耦合效率的新思路是采用短波长激光器，例如蓝光（约450 nm）、绿光（约535 nm）激光器，蓝、绿光对于铜、铝等高反射金属的加工效果更佳。

• 设备‑工艺革新结合外部场辅助，有望满足增材制造金属基复合材料对高成形速率、低缺陷、优异综合性能的进一步需求。

性能‑功能一体化集成

• 引入增强颗粒能够突破金属基体本身性能局限，拓展材料功能应用前景。增材制造金属基复合材料普遍可以实现强度与耐磨性提升，但疲劳性能以及各类功能特性（耐高温、热管理、电磁屏蔽等）的研究尚不充分。

• 针对铝‑铁、铝‑铈等耐热轻质合金体系开展颗粒改性的相关研究仍然不足，值得重点关注。

• 借助增材制造引入生物功能颗粒改善镁基复合材料耐蚀性是很有前景的思路，增材制造镁基复合材料腐蚀行为的相关研究依旧匮乏。

• 面向医用植入体的增材制造镁基复合材料，其生物相容性提升方面的研究仍然有限。

• 热管理领域，SiC增强、石墨增强铝基复合材料已经展现出散热级材料性能，具备高导热、低热膨胀系数、良好可加工性等特点。

• 孔隙、层状、梯度结构这类复杂功能复合材料的设计，天然适配增材制造工艺，但现有文献相关研究仍然较少。

• 增材制造的性能‑功能协同设计，有望突破材料本征限制，拓宽应用场景，制备出多功能、高性能、轻量化金属基复合材料。

基于机器学习开发新型金属基复合材料

• 增材制造具有高冷却速率、大温度梯度、非平衡凝固等独特复杂冶金特征，使得材料微观组织与性能之间呈现高度非线性关系，给材料设计带来很大挑战。

• 传统材料研发依赖经验试错，耗时耗力；而机器学习（machine learning，ML）可以结合增材制造冶金特征，为开发新型金属基复合材料提供全新高效手段。在增材制造过程中，增强颗粒可能发生原位反应，进一步提升冶金行为的复杂度，这一点在机器学习设计中需要重点考虑。

• 基于已有实验或仿真数据集，采用数据驱动方法，系统分析热裂纹敏感性、凝固温度区间、晶粒生长限制因子等增材制造关键冶金特征，建立面向增材制造的金属基复合材料设计框架，对定制增材制造专用新型复合材料至关重要。