超聲波增材製造（UAM）技術主要用於(yu) 為(wei) 機器設備上的傳(chuan) 感器打造金屬保護殼。因為(wei) 一般大型設備中經常要麵臨(lin) 的問題是傳(chuan) 感器的維護，這些傳(chuan) 感器往往會(hui) 由於(yu) 腐蝕、磨損和衝(chong) 擊等原因隨著時間而老化失效。為(wei) 了延長其使用壽命，使用者往往會(hui) 在其外麵罩上一層金屬保護殼。

超聲波增材製造（UAM）使用超聲波去熔融用普通金屬薄片拉出的金屬層，從(cong) 而完成3D打印。 該方法能夠實現真正冶金學意義(yi) 上的粘合，並可以使用各種金屬材料如鋁、銅、不鏽鋼和鈦等。

UAM的製造過程包括通過超聲波逐層連續焊接金屬片，並不時通過機械加工來實現指定的3D形狀，從(cong) 而形成堅實的金屬物體(ti) 。這種技術有點像Mcor公司的紙質3D打印技術，隻不過Mcor使用的是複寫(xie) 紙和粘合劑，而UAM則是使用金屬片和超聲波。

通過結合增材和減材處理能力，UAM可以製造出深槽、中空、柵格狀或蜂窩狀內(nei) 部結構，以及其它複雜的幾何形狀，這些結構和形狀是無法使用傳(chuan) 統的減材製造工藝完成的。

另外，因為(wei) 金屬沒有被加熱焊接，所以許多電子裝置可以嵌入而不損壞。據了解，過去使用常規焊接技術加工智能材料所麵臨(lin) 的最大挑戰就是，材料融化往往會(hui) 大大降低智能材料的性能。因為(wei) UAM工藝是固態的，不涉及熔化，這個(ge) 工藝可以用來將導線、帶、箔和所謂的“智能材料”比如傳(chuan) 感器、電子電路和致動器等完全嵌入密實的金屬結構，而不會(hui) 導致任何損壞。

該照片顯示了固體(ti) 鋁中嵌入的傳(chuan) 感器膠條。該塑料具有壓電特性，當被拉伸時可以產(chan) 生電壓。這個(ge) 電壓可用於(yu) 測量金屬零部件負載下的應力。

這裏要介紹一下什麽(me) 是智能材料。一般來說“智能”材料可以將能量從(cong) 一種形式轉換成另一種。最常見的智能材料是壓電體(ti) 、電致伸縮和電活性聚合物（機電耦合），磁致伸縮（磁耦合）和形狀記憶合金（熱機械耦合）等。

UAM技術能夠使這些“智能結構”作為(wei) 無源傳(chuan) 感器或有源元件，隨時改變零部件的材料特性。

UAM技術的優(you) 點

高速金屬增材製造

固態焊接可以實現：異種金屬的接合、包層、金屬基複合材料、“智能”或反應式結構

低溫工藝可以實現：電子嵌入防篡改結構、非破壞性、完全封裝的光纖嵌入

複雜的幾何形狀

在形狀記憶合金材料方麵的許多應用往往隻能使用UAM技術。此外，在航空航天領域，它還能有效解決(jue) 材料的熱膨脹問題。

大多數工程材料都有熱脹冷縮的性質，衡量此性質的係數被稱為(wei) 材料的熱膨脹係數（CTE）。 在大多數應用中，熱膨脹係數往往會(hui) 對工程結構的工作產(chan) 生負麵影響：翹曲的製動轉子、渦輪機中的間隙變化、疲勞裂紋等。而在一定的溫度範圍內(nei) ，記憶合金材料具有與(yu) 熱脹冷縮相反的特性，即其在加熱時實際上是收縮的。因此通過在另一種金屬中嵌入形狀記憶合金材料，可以降低整體(ti) 結構的熱膨脹係數。這種低CTE材料可以用於(yu) 需要高精確度的旋轉部件，如飛機渦輪機方麵的應用。

其它方麵的應用包括使用UAM技術將疊加了智能材料的形狀記憶合金材料嵌入彈簧鋼以開發出可實現帶擴展頻帶的多頻帶/寬帶光圈開關(guan) 網絡。