增材制造技術

增材制造技術主要內容1.增材制造概述2.增材制造的原理與方法3.3D打印發(fā)展與現狀什么是增材制造技術？增材制造技術是指基于離散-堆積原理，由零件三維數據驅動直接制造零件的科學技術體系?；诓煌姆诸愒瓌t和理解方式，增材制造技術還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱謂，其內涵仍在不斷深化，外延也不斷擴展，這里所說的“增材制造”與“快速成形”、“快速制造”意義相同。增材制造的分類

關橋院士提出了“廣義”和“狹義”增材制造的概念（如圖所示），“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術結合、分層累加材料的技術體系；而“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標的大范疇技術群。如果按照加工材料的類型和方式分類，又可以分為金屬成形、非金屬成形、生物材料成形等（如圖所示）。

增材制造的關鍵技術一是材料單元的控制技術。即如何控制材料單元在堆積過程中的物理與化學變化是一個難點，例如金屬直接成型中，激光熔化的微小熔池的尺寸和外界氣氛控制直接影響制造精度和制件性能。二是設備的再涂層技術。增材制造的自動化涂層是材料累加的必要工序，再涂層的工藝方法直接決定了零件在累加方向的精度和質量。分層厚度向0.01mm發(fā)展，控制更小的層厚及其穩(wěn)定性是提高制件精度和降低表面粗糙度的關鍵。三是高效制造技術。增材制造在向大尺寸構件制造技術發(fā)展，例如金屬激光直接制造飛機上的鈦合金框睴結構件，框睴結構件長度可達6m，制作時間過長，如何實現多激光束同步制造，提高制造效率，保證同步增材組織之間的一致性和制造結合區(qū)域質量是發(fā)展的難點。此外，為提高效率，增材制造與傳統(tǒng)切削制造結合，發(fā)展材料累加制造與材料去除制造復合制造技術方法也是發(fā)展的方向和關鍵技術。增材制造的原理與方法3D打印發(fā)展與現狀原理：目前增材制造的主要方法就是3D打印技術（3DPrinting），它的基本原理是，把一個通過設計或者掃描等方式做好的3D模型按照某一坐標軸切成無限多個剖面，然后一層一層的打印出來并按原來的位置堆積到一起，形成一個實體的立體模型。優(yōu)勢：1.制造復雜物品。（沒有傳統(tǒng)加工的限制）2.產品多樣化不增加成本。（一臺打印機，不需要改動模具）3.生產周期短。（最大的優(yōu)點）

4.零技能制造。（相對于傳統(tǒng)制造所需要的操作技能很少）5.不占空間，便攜制造。（可應用于災區(qū)，戰(zhàn)場）6.節(jié)省材料。（沒有廢料、回料等）

7.精確的實體復制。（3D照相館）缺點：1.材料限制：目前可用材料有限，無法支持各種各樣的材料。

2.機器限制：對機器要求高，無法打印動態(tài)物體。

3.花費負擔：成本昂貴，暫時難以進入大眾家庭。常見的3D打印技術1.SLM（Selectivelasermelting選區(qū)激光熔化技術）原理：打印機控制激光在鋪設好的粉末上方選擇性地對粉末進行照射，金屬粉末加熱到完全熔化后成型。然后活塞使工作臺降低一個單位的高度，新的一層粉末鋪撒在已成型的當前層之上，設備調入新一層截面的數據進行激光熔化，與前一層截面粘結，此過程逐層循環(huán)直至整個物體成型。SLM的整個加工過程在惰性氣體保護的加工室中進行，以避免金屬在高溫下氧化。常見的3D打印技術

2.SLA(光固化技術)：立體光固化成型工藝(StereolithographyApparatus，SLA)，又稱立體光刻成型。原理：液槽中會先盛滿液態(tài)的光敏樹脂，氦—鎘激光器或氬離子激光器發(fā)射出的紫外激光束在計算機的操縱下按工件的分層截面數據在液態(tài)的光敏樹脂表面進行逐行逐點掃描，這使掃描區(qū)域的樹脂薄層產生聚合反應而固化從形成工件的一個薄層。當一層樹脂固化完畢后，工作臺將下移一個層厚的距離以使在原先固化好的樹脂表面上再覆蓋一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平然后再進行下一層的激光掃描固化。常見的3D打印技術3.SLS(粉末燒結技術)：選擇性激光燒結工藝(SelectiveLaserSintering，SLS)。原理：先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表面，數控系統(tǒng)操控激光束按照該層截面輪廓在粉層上進行掃描照射而使粉末的溫度升至熔化點，從而進行燒結并于下面已成型的部分實現粘合。當一層截面燒結完后工作臺將下降一個層厚，這時壓輥又會均勻地在上面鋪上一層粉末并開始新一層截面的燒結，如此反復操作直接工件完全成型。常見的3D打印技術4.FDM(熔融沉積技術)：熔融沉積成型工藝(FusedDepositionModeling，FDM)是繼LOM工藝和SLA工藝之后發(fā)展起來的一種3D打印技術。原理：將絲狀的熱熔性材料進行加熱融化，通過帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來。噴頭可以沿X軸的