3D打�。ㄓ址Q增材制造）作為一種先進制造技術(shù)，通過分層制造、增量成型的加工方式滿足人們對實體物品的個性化、定制化需求，被認為是第三次工業(yè)革命的重要引擎。隨著首份國家級3D打印發(fā)展計劃《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（20152016年）》的發(fā)布以及《中國制造2025》規(guī)劃綱要的出臺，以數(shù)字化設計和制造為基礎，與互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)服務和先進材料技術(shù)緊密融合的3D打印技術(shù)，必將給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來顛覆式變革。加快3D打印技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用，對于提升我國制造業(yè)自主創(chuàng)新能力，搶占未來科技和產(chǎn)業(yè)制高點，推進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級與經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)制造業(yè)強國的建設目標具有重要意義。

金屬材料3D打印技術(shù)作為3D打印制造體系中較具前沿性和工程應用潛力的技術(shù)，是加快發(fā)展智能制造新技術(shù)、新裝備的重點發(fā)展方向之一。其中，專用金屬打印材料、工藝技術(shù)水平與制造裝備及核心器件的創(chuàng)新研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵。目前可用于3D打印的金屬材料主要為高熔點金屬粉末，以激光或高能電子束作為加工熱源，需要功率調(diào)控、送粉機構(gòu)、高真空或惰性氣體保護等配套裝置。與傳統(tǒng)加工方法相比，現(xiàn)有金屬3D打印技術(shù)雖極具優(yōu)勢，但仍存在成型溫度高、能源消耗大、金屬液固相變過程復雜、工藝影響因素多、設備維護費用昂貴等不足，且無法顧及與非金屬材料在熔點溫度上的巨大差異，難以用于直接打印終端功能性器件，特別是含有電子功能的器件制造仍需另外安裝電路板、布線及組裝電子元件。

在長達十多年研究低熔點液態(tài)金屬的探索與實踐過程中，我們有幸于國內(nèi)外最早意識到液態(tài)金屬在3D打印以及更廣層面上的先進制造中的重大價值，先后提出一系列全新的學術(shù)思想和技術(shù)理念，如液態(tài)金屬材料基因組、液相3D打印、液態(tài)金屬印刷電子學、金屬/非金屬/生物材料混合3D打印、柔性電子懸浮3D打印、植入電子或骨骼在體3D打印等，并于20122014年間推出了一系列硬件打印機原型或其產(chǎn)品化裝備，部分成果正逐步形成一定規(guī)模的市場化。系列原創(chuàng)性突破一經(jīng)發(fā)表就在國際上引發(fā)重要反響，被國際眾多知名科學新聞或?qū)�業(yè)網(wǎng)站如MIT　Technology　Review，　IEEE　Spectrum，　Discover，　ASME　Today，　Fox　News，　Geek，　Asian　Scientist，　Phys　Org，　Chemistry　World，　CCTV等廣泛專題評介，部分工作入圍2014年兩院院士評選中國十大科技進展新聞（全國20項）、美國科技界奧斯卡2015　R&D　100　Awards　Finalists（全球200項），以及入選2015年中關(guān)村十大科技創(chuàng)新成果獎等。近期，我們欣喜地看到，全球在液態(tài)金屬增材制造領(lǐng)域的研究已然風生水起，展示出一個極具活力和發(fā)展前景的新興科技前沿。正是在這樣的背景下，促成了我們將以往工作整理出版的初衷，愿能由此促成液態(tài)金屬3D打印這一新興領(lǐng)域的可持續(xù)健康發(fā)展，為液態(tài)金屬3D打印技術(shù)的進步貢獻微薄之力。

本書集中介紹的液態(tài)金屬，學術(shù)上也稱低熔點金屬，有別于傳統(tǒng)的金屬3D打印材料，具體指的是一大類熔點低于300℃的金屬材料或由此制備的功能材料。前文已指出，低熔點金屬，特別是在常溫條件下呈液態(tài)的金屬，近期在先進制造領(lǐng)域已呈現(xiàn)異軍突起之勢，展示出了大量獨特的技術(shù)優(yōu)勢，且研究和應用還在不斷快速增長。研究和開發(fā)以低熔點液態(tài)金屬為成型材料的3D打印技術(shù)及相關(guān)設備，突破傳統(tǒng)金屬3D打印材料的形狀和高溫限制，可實現(xiàn)常溫條件下金屬與非金屬功能材料的復合打印，推動相應技術(shù)和設備的產(chǎn)業(yè)化，必將在廣闊領(lǐng)域如可穿戴電子設備、柔性顯示器、可伸縮天線以及更多范疇功能器件的快速制造方面大有作為，將大大有助于充分發(fā)揮3D打印技術(shù)在智能生產(chǎn)和靈巧制造領(lǐng)域中的示范和帶動作用，推動先進制造技術(shù)和人類生產(chǎn)、生活方式的變革，實現(xiàn)中國制造業(yè)的智能升級和創(chuàng)新驅(qū)動。

全書內(nèi)容反映的主要是筆者實驗室近年來的工作，同時對國際上涌現(xiàn)出的一些相關(guān)典型成果也作了必要介紹。其間，實驗室許多同志為此做出了大量貢獻，如不完全列出的包括：　博士后于永澤、路金蓉、衣麗婷、湯劍波、劉福軍，研究生鄭義碩士、張琴碩士、金超博士、李海燕博士，以及青年教師高云霞博士、王倩博士等；研究工作開展過程中，實驗室先后得到中國科學院院長基金、中國科學院前沿局3D打印項目與人才基金、北京市科委增材制造項目以及國家自然科學基金No．91748206等的支持。謹在此一并致謝。

由于時間倉促，加之作者水平有限，本書不足和掛一漏萬之處，懇請讀者批評指正。

劉靜王磊2018年6月