閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
今日要聞

增材制造技術發(fā)展及核心應用方向分析

星之球科技 來源:科普中國2016-06-29 我要評論(0 )   

俗稱3D打印技術的計算機增材制造技術是一種基于三維CAD模型數據,通過增加材料逐層制造的加工技術。相對于傳統(tǒng)的材料切、削、磨等加工技術(被稱為減材制造),增材制造...

 俗稱3D打印技術的計算機增材制造技術是一種基于三維CAD模型數據,通過增加材料逐層制造的加工技術。相對于傳統(tǒng)的材料切、削、磨等加工技術(被稱為減材制造),增材制造是一種“自下而上”的制造方法。
增材制造設備與現代微機技術緊密相關,它由零件的三維數據驅動,設備接受三維數據之后,轉換為加工步驟,從而直接制造零件。同時隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展,增材制造技術內涵仍在不斷深化,類型也不斷擴展。當前增材制造技術主要有以下幾種實現途徑:
 
光固化打印
這是采用紫外線在液態(tài)光敏樹脂表面進行掃描,每次生成一定厚度的薄層,從底部逐層生成物體。光固化打印的優(yōu)點是原材料的利用率高(接近100%),尺寸精度高,表面質量優(yōu)良,可用于制作結構復雜的模型,并且打印設備尺寸、重量較小,缺點是原材料種類有限。
 
選擇性激光燒結打印
這是指采用高功率的激光對粉末加熱使其燒結成型。選擇性激光燒結工藝的優(yōu)點是材料范圍廣,除可燒結塑料、尼龍。聚碳酸酯等非金屬材料,還可打印金屬材料,且打印時無需支撐,打印的零件機械性能好、強度高。缺點是粉末狀材料比較松散,打印精度較難控制,且打印設備價格昂貴。
 
熔融沉積打印
該打印工藝采用熱融噴頭,使塑性材料熔化后從噴頭內擠壓而出,并沉積在指定位置固化成型。即類似于“擠牙膏”的過程。這種打印方式價格低廉、體積小、操作難度相對較小,適合于家用和辦公室打印,缺點是成型件表面有明顯的條紋,產品層間的結合強度低、反應速度慢。
 
3D打印
這是采用類似噴墨打印機噴頭的工作方式,這種工藝與選擇性激光燒結十分類似,只是將激光燒結過程改為噴頭粘連,光柵掃描器改為粘接劑噴頭。3D打印的優(yōu)點是打印速度快、成本較低,缺點是打印出來的產品機械強度不高。
增材制造技術實用化之后,迅速被運用于多個領域。在軍事領域,增材制造技術首先在航空航天領域得到應用,隨后開始向海軍裝備制造領域推廣。目前,增材制造技術的使用方向主要有:
小型關鍵零件的制造,尤其是傳感器的制造,可利用電子束熔化處理合金后逐層燒結,以獲得傳感器基本結構,兼顧性能和制造成本。
增材制造技術還可用于復雜模具與設計模型的制造。采用三維噴墨打印技術,只需要設計出待打印樣品的三維CAD文件,使產品從設計到制作完成時間從原來的25周縮短到10周。
用于軍事裝備的修復。這是當前增材制造技術的一個重點發(fā)展方向。增材制造技術可用于加工制造過程中誤加工損傷零件的快速修復,以及裝備服役過程中失效零部件的快速修復。零件的修復包括幾何性能和力學性能恢復,使用增材制造技術補完后,再經少量的后續(xù)加工,即可使零件達到可使用的程度,實現零件的高效率低成本再制造。在航空領域,這種技術可以使作戰(zhàn)飛機和裝備可以在機場就地快速修復,在艦船領域,這種技術可以對艦艇巡航的裝備提供更多保障。
當前,利用增材技術進行裝備修復,還需要克服一系列技術難題,如激光/電弧/等離子直接沉積修復過程關鍵因素的檢測與閉環(huán)控制、直接修復金屬零件的尺寸精度和形狀精度控制、直接修復/選區(qū)修復專用材料合金體系設計等。

轉載請注明出處。

增材制造3D打印
免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬于激光制造網,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權范圍內使 用,并注明"來源:激光制造網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網內容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書面權利通知,并提供身份證明、權屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權的內容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀