增材制造技術(shù)基礎(chǔ) 課件 單元1、2 增材制造技術(shù)概述；增材制造典型工藝

單元1增材制造技術(shù)概述任務

一什么是增材制造？廣義增材制造：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(shù)群。狹義增材制造：不同能量源與CAD/CAM技術(shù)結(jié)合、分層累加材料的技術(shù)體系。廣義與狹義定義一、增材制造技術(shù)定義1）制造原理、2）加工過程、3）材料利用效率、4）適用材料、5）制造精度和表面質(zhì)量、6）設(shè)計自由度、7）生產(chǎn)周期和成本、8）應用領(lǐng)域增材制造和減材加工的主要不同之處：二、增材制造與減材制造1）設(shè)計自由度高2）節(jié)約資源3）生產(chǎn)周期短4）良好的力學性能5）易于實現(xiàn)遠程制造和分布式制造6）適合復雜零件修復三、增材制造技術(shù)的優(yōu)勢任務

二增材制造發(fā)展方向方向一：增材制造優(yōu)化設(shè)計提升設(shè)計效率促進創(chuàng)新設(shè)計1）節(jié)約材料、2）輕量化、3）吸收能量、4）增大表面積、5）美觀性晶格結(jié)構(gòu)優(yōu)化優(yōu)勢1）設(shè)計創(chuàng)新2）高效制造3）材料優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化優(yōu)勢方向二：增減材復合加工增材制造減材加工增減材復合加工流程圖增減材復合加工優(yōu)點顯著提升生產(chǎn)效率更高的加工質(zhì)量節(jié)省材料，降低成本促進設(shè)計優(yōu)化與創(chuàng)新3D打印銑床的復合加工流程方向三：機器人增材制造通過專業(yè)的3D打印軟件來編寫多軸工具的加工路徑，操作人員為3D打印頭和機械臂編寫對應指令，從而實現(xiàn)復雜結(jié)構(gòu)的3D打印。優(yōu)點一突破傳統(tǒng)3D打印工藝在尺寸上的限制，使大型構(gòu)件構(gòu)建成為可能。優(yōu)點二無需添加額外支撐結(jié)構(gòu)，進一步提高設(shè)計自由度，節(jié)省材料成本機器人AM在建筑業(yè)的應用機器人AM在制造業(yè)的應用電弧增材制造工藝大型和超大型金屬零件增材制造方向四：多材料3D打印1）相同類型材料的結(jié)合2）不同類型材料的結(jié)合3）不同材料的分層結(jié)合多材料結(jié)合方式多材料3D打印的優(yōu)勢設(shè)計靈活性的提高（產(chǎn)品創(chuàng)意無限）產(chǎn)品功能性的提升（一體化功能）生產(chǎn)效率的提高（組裝過程簡化）多材料3D打印的挑戰(zhàn)材料匹配問題打印精度挑戰(zhàn)打印速度問題打印工藝調(diào)整材料選擇與改進多材料3D打印的應用醫(yī)療領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域單元2增材制造典型工藝任務

一FDM熔融沉積工藝FDM3D打印機及其組成FDM打印系統(tǒng)由五個主要部分構(gòu)成，分別是噴頭、送絲機構(gòu)、運動機構(gòu)、打印床和控制系統(tǒng)。FDM3D打印工作原理FDM3D打印成型材料（絲材）FDM打印工藝的后處理(1)去除支撐（手動拆除、溶解）(2)打磨（砂紙）FDM打印工藝的后處理(3)噴漆（模型漆）(4)表面平滑化（丙酮）FDM打印工藝的后處理(5)拋光（拋光機）FDM3D打印應用案例建筑模型影視動漫任務

二LOM薄材疊層工藝LOM3D打印機及其組成LOM加工系統(tǒng)主要包括如下幾個關(guān)鍵部分：原料送進機構(gòu)、計算機、激光切割系統(tǒng)、可升降的工作臺以及熱壓滾軸。LOM3D打印成型材料（薄材）LOM3D打印工作原理LOM3D彩色打印將傳統(tǒng)的二維噴墨打印技術(shù)與LOM增材制造技術(shù)相結(jié)合LOM復合材料打印使用片狀的碳纖維復合材料作為LOM3D打印的原材料LOM3D打印應用案例發(fā)動機LOM3D打印模具LOM3D打印任務

三SLA立體光固化工藝SLA3D打印機及其組成采用激光一點點照射光固化液態(tài)樹脂，工作臺不斷下移，使其固化成型。SLA3D打印成型材料（光敏樹脂）SLA3D打印工作原理SLA的“自上而下”和“自下而上”打印工藝傳統(tǒng)自由液面式（Topdown）結(jié)構(gòu)約束液面式（Bottomup）結(jié)構(gòu)SLA3D打印應用案例任務

四SLS選擇性激光燒結(jié)工藝SLS3D打印機及其組成利用高強度激光器在材料粉末上掃描和燒結(jié)出零件截面，層層粘接，得到零件。SLS3D打印成型材料（金屬粉末）SLS3D打印工作原理金屬SLS3D打印應用案例鋁材料SLS熱交換器鈦材料SLS渦輪葉片不銹鋼SLS閥門硌鈷合金SLS牙床支架SLS與FDM工藝之比較SLS

3D打印FDM3D打印SLS與SLA工藝之比較SLS

3D打印SLA3D打印任務

五DED直接能量沉積工藝DED3D打印機及其組成通過安裝在多軸（通常為四軸或者五軸）機械臂上的噴嘴，將材料逐層直接沉積到正在制造或修復的零件上。DED工藝參數(shù)DED3D打印工作原理激光功率掃描速度材料進給速度激光掃描策略激光束直徑氣體控制DED3D打印與數(shù)控加工DED工藝用于增材制造DED工藝與數(shù)控加工之間緊密聯(lián)系且具有很強的互補性CNC工藝用于減材加工DED3D打印應用案例DED工藝用于航空葉片修復DED工藝用于復雜模具型芯打印DED打印后的合金刀片任務

六BJ粘合劑噴射工藝BJ3D打印機及其組成先將粉末材料鋪設(shè)在打印機平臺上，打印頭根據(jù)電腦指令噴灑粘合劑形成固體層；然后逐層下降平臺，鋪設(shè)新粉末并噴灑粘合劑，無需支撐結(jié)構(gòu)，直至打印完畢。BJ3D打印工作原理