3D打印技术是增材制造的主要方式，依据由CAD构造的产品零件毛坯三维模型，通过离散获得堆积的路径、限制和方式，采用堆积材料叠加起来形成三维实体。对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束喷射源选择性地喷射一层层所需要加工的材料粉末，并进行烧结，形成各截面并逐步叠加成三维产品。
（1）建模。由CAD软件设计出所需加工零件毛坯的计算机三维曲面或实体模型。
（2）分层。将三维模型沿一定方向，离散成一系列有序的二维层片。
（3）层面处理。根据每层轮廓信息，按照CAD软件设计工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码。
（4）层面加工与粘接。成形机制造一系列层片并自动将它们联接起来，得到三维物理加工的零件毛坯实体。
（5）层层堆积。喷射材料粉末，通过CAD软件，按照零件毛坯形状进行层层喷射粘接。
（6）后处理。①清理零件表面，去除辅助支撑结构。②对3D打印的钛合金毛坯进行真空热处理，消除残余应力，提高组织强度。
3D打印具有以下特点：
（1）高度柔性，可以制造任意复杂形状的三维实体。
（2）CAD模型直接驱动，设计制造高度一体化。
（3）成形过程无需专用夹具或工具。
（4）无需人员干预或较少干预，是一种自动化的成形过程。
（5）成形全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场。
如图1所示钛合金框架，零件外形尺寸φ148mm×44mm、壁厚4mm，加工精度要求主要针对φ36H7定位孔和2个φ16g5轴承孔，其余大部分为筋。
图1 框架零件图
若采用钛合金棒料加工，棒料重3.4kg，零件成件重0.9kg，材料利用率仅为26%，大量的钛材被掏空，并且要完成成件加工，需要采用数控机床分多次进行型腔及外形的加工，工艺繁琐。为了消除零件加工应力，需要采用多次热处理去除加工应力，其工艺流程为：下料→粗加工→热处理→半精加工→数控铣削内腔→热处理→基准加工→精加工。
若采用3D打印毛坯，毛坯质量仅为1.2kg（见图2）。
根据零件的结构，通过CAD构建零件加工的三维模型，选择激光烧结法，先在工作台上铺上一层有很好密实度和平整度的钛粉，用高强度的激光器在上面扫描出零件截面，由点到线到面，逐渐扫描堆积，利用滚子铺粉压实，再烧结，形成一个层面，如此层层叠加为一个三维实体，对有精度要求的加工面留余量1.5mm，一些让位加工面及筋在3D打印时直接成形。零件加工时，仅加工φ36H7定位孔及端面，并采用端面压紧方式完成零件2个φ16g5与轴承配合孔的加工。零件加工夹具如图3所示。这种加工方法缩短了加工周期，避免了大余量的切削，减少了粗加工工序，控制了零件多次数控铣形造成的加工变形，降低了加工成本。零件加工工艺流程为：3D打印→热处理→半精加工→热处理→基准加工→精加工。
经过多批次的零件加工，采用3D打印零件毛坯具有较高的柔性，无需任何专用工具就可以快速方便地制造出其毛坯，具有NC机床无法比拟的优点，即快速方便、高度柔性。由于一些尺寸是毛坯直接成形，减少了切削次数，使零件加工应力及变形得到了控制。该方法可以扩展到其他大型曲面零件及高精度弹体连接零件的加工，对于提高零件加工的尺寸精度及形位公差的稳定性、降低生产成本有着重要的意义。