冷喷涂增材制造（Cold Spray Additive Manufacturing，CSAM）：冷喷涂技术是一种以 高压气流加速微小颗粒形成超音速气固双相流轰击金属或绝缘基体表面形成涂层的工艺。 其原理是高压气体在进入控制柜后被分为两路气流，其中一路进入送粉器（powder hopper）， 作为送粉载气将粉末引入喷嘴；另一路通过加热器（gas heater）使气体膨胀，提高气流速 度；两路气流进入喷枪后经过拉乌尔喷嘴的缩放加速后形成超音速气固双相流。固态粉末 粒子与基体碰撞过程中发生塑性变形沉积于基体表面上形成涂层。

现代冷喷涂技术起源于前苏联，初步工业化于北美，技术完善于 20 世纪初，在降低工业生 产制造成本和提高生产制造效率上发挥重要作用。现代冷喷涂技术的发展历史可具体分为 6 个阶段：1）研发初期阶段：20 世纪 80 年代中期。俄罗斯科学院科学家 Anatolii Papyrin 在进行风洞实验时偶然发现，当示踪原子的速度超过某一临界速度，示踪原子对靶材表面 的作用由冲蚀变为沉积，“冷喷涂”概念就此诞生；2）技术推广阶段：20 世纪 90 年代中 期，冷喷涂制造技术引入北美地区，美国开始搭建自研的冷喷涂制造系统，为冷喷涂技术 的工业化奠定技术基础；3）初步工业化阶段：20 世纪 90 年代后期至 21 世纪初期，以 CenterLine Windsor 和 CGT 为代表的商业公司分别实现了低压冷喷涂技术和高压冷喷涂技 术的工业化应用；4）技术突破阶段：2003 年至 2006，德国联邦武装部队大学针对应用材 料特征和工艺参数控制上的研究进一步优化了冷喷涂技术工艺。日本则突破了冷喷涂技术 在陶瓷等脆性材料上的应用；5）军事应用阶段：2007 年开始，冷喷涂技术开始应用到 UH-60 黑鹰直升飞机、B-1B 轰炸机、F-22 战斗机等军事武装设备上；6）全面工业化阶段：冷喷 涂技术逐渐成熟，广泛应用于航空航天、武器装备、能源动力、电子电力、医疗器械等多 个领域的表面修复、表面增强、功能涂层及增材制造。

相较其它增材技术，冷喷涂技术的适用范围较广。根据《冷喷涂技术及其系统的研究现状 与展望》（黄春杰等，【表面技术】，2021 年 7 月），冷喷涂适用于几乎所有类型的修复情景， 可以制备纯金属、合金、陶瓷、聚合物、复合材料、纳米材料、金属陶瓷等各类材料涂层。 此外，根据《高压冷喷涂技术特点及应用概述》（马春春等，【热喷涂技术】，2022 年 6 月）。 冷喷涂技术是各类增材修复技术中综合修复效果最好的技术，具备以下 6 大优势：1）涂层 材料不会出现氧化和烧损，进而可以保持原始的材料特性。2）较低的喷涂温度减少了涂层 对基体的热影响，基体不会产生变形问题；3）容易形成结合力较高，厚度较大的涂层；4） 送粉速度快，喷涂和沉积效率高；5）低温环境下，涂层粉末不会发生显著的物理化学反应， 可回收利用，降低生产成本；6）涂层孔隙率低，致密度高。