高性能/多功能金屬部件主要決定了航空航天、航空和汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用的設(shè)備的使用性能。經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的自然進(jìn)化，生物體已開(kāi)發(fā)出具有特定特性的結(jié)構(gòu)，從而為設(shè)計(jì)高性能結(jié)構(gòu)以滿足現(xiàn)代工業(yè)日益增長(zhǎng)的需求提供了靈感。從制造角度來(lái)看，傳統(tǒng)加工技術(shù)的能力不足以制造這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)配置。相比之下，激光增材制造（AM）由于其逐層沉積的優(yōu)勢(shì)，是制造復(fù)雜金屬仿生結(jié)構(gòu)的有效方法。

經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的自然進(jìn)化，自然界的生物已經(jīng)開(kāi)發(fā)出高性能材料和結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)外部環(huán)境并管理捕食者。仿生技術(shù)可以通過(guò)學(xué)習(xí)自然**的結(jié)構(gòu)和材料來(lái)解決科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。仿生結(jié)構(gòu)的人工制造應(yīng)遵循以下原則：（1）以需求為導(dǎo)向，以滿足工程應(yīng)用的性能要求，即識(shí)別自然界具有特定性能的生物體；（2）基于從宏觀到微觀的表征方法的生物結(jié)構(gòu)分析，這樣可以理解生物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則、材料的物理和化學(xué)機(jī)制及其與性能/功能的關(guān)系；（3）結(jié)構(gòu)建?；虿牧显O(shè)計(jì)，即從生物結(jié)構(gòu)分析或符合生物材料特性的人工材料中建立宏觀/微觀結(jié)構(gòu)模型。

仿生結(jié)構(gòu)的激光增材制造集成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、性能表征和功能實(shí)現(xiàn)。

增材制造（AM），也稱(chēng)為三維打印，已被證明可有效制造具有復(fù)雜配置的組件。現(xiàn)代工業(yè)迫切需要高性能金屬部件。新型結(jié)構(gòu)的仿生設(shè)計(jì)和激光增材制造技術(shù)的使用促進(jìn)了高性能金屬部件的制造。仿生結(jié)構(gòu)的激光增材制造是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、性能表征和功能實(shí)現(xiàn)的集成，如上圖所示。對(duì)于仿生結(jié)構(gòu)的激光增材制造過(guò)程中的材料選擇，可用材料的范圍相對(duì)較小，主要是因?yàn)榧す饧夹g(shù)和成型質(zhì)量的限制。激光增材制造仿生結(jié)構(gòu)的性能表征主要集中在其機(jī)械性能上，包括其承載能力、能量吸收和抗沖擊性。這些性質(zhì)與相應(yīng)的生物結(jié)構(gòu)性質(zhì)一致。功能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于特性表征，主要包括形狀變化、保護(hù)和熱控制。