复合材料经设计，融合各单质材料发展的最新成果，产生出单一材料不具备的高性能或新功能，具有广阔的市场前景。复合材料增强框架的可设计性是复合材料科学发展的必然要求，精确控制各相的连通性及组成相的空间分布形态，是当前的技术瓶颈和难点。增材制造技术的日益发展成熟为框架体成型的可控、可设计制备提供了有效的路径方案。通过在不同尺度、层次上结构设计，增材制造三维复合框架体，可实现金属基复合材料结构-性能的紧密关联。项目采用喷射-雾化技术对ZrO2-Al2O3复相陶瓷粉体进行了表面金属化，制备了增材制造用复合粉体材料；优化了基于粘结剂喷射的增材制造装备，以复合粉体、粘结剂为原料成型具有三维连通多孔结构的框架预制体，固化后通过重力铸渗钢铁熔体，获得高耐磨的ZTA/钢铁复合材料；同时，自主研制了基于无模直写成型的陶瓷3D打印机，成型了SiC多孔框架预制体，固化后通过压力铸造铝熔体，获得质轻、低膨胀的SiCp/A356复合材料。在本研究中，采用喷射与雾化相结合的技术实现了陶瓷粉体表面的高效金属活化。增材制造的三维连通多孔结构的陶瓷-金属复合框架体中，高硬陶瓷相提升了复合材料的性能；活性合金相既与陶瓷粉体良好浸润，又与基体金属良好浸润，保证了复合材料中界面的稳固结合；实现了复合材料结构-性能间的可控、可设计。