概念與優(yōu)勢
增材制造(Additive Manufacturing)又稱3D打印,是一種基于離散-堆積原理、“自下而上”通過材料累加的制造方法。以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),融合了計算機輔助設(shè)計、材料加工與成形技術(shù),通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料,按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積,制造出實體物品的制造技術(shù)。
由于增材制造是從設(shè)計出發(fā),可以做到極大程度的化繁為簡,可以讓諸多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳統(tǒng)加工手段困難、制造周期長、成本高等零件近凈成形,極大地降低了產(chǎn)品的制造成本和生產(chǎn)周期。
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技術(shù)分類
增材制造按照能源、材料、工藝過程可以大致分為:光固化、粉末熔化、粉末激光燒結(jié)、噴射成型、 其他增材制造工藝(電弧增持、高能束)等,下面主要介紹一下常用的幾種技術(shù)。
光固化技術(shù):光敏樹脂在特定波段的光照射下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變成固體,即光聚合作用,根據(jù)該現(xiàn)象實現(xiàn)固體層疊制造的方法出現(xiàn)了多種增材制造技術(shù)。
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粉末熔化技術(shù):粉末熔化技術(shù)利用熱源誘導(dǎo)粉末在規(guī)定的區(qū)域熔化和凝固,從而實現(xiàn)層疊制造。多數(shù)粉末熔化設(shè)備都有粉末平移機構(gòu),因為零件的制造部分被填埋在粉末中,且粉末熔化技術(shù)之間的區(qū)別在于熱源(激光波長與光斑尺寸)以及粉末材料的不同(塑料或金屬)。
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激光粉末燒結(jié):以激光為熱源對粉末壓坯進行燒結(jié)的技術(shù)。對常規(guī)燒結(jié)爐不易完成的燒結(jié)材料,此技術(shù)有獨特的優(yōu)點。由于激光光束集中和穿透能力小,適于對小面積、薄片制品的燒結(jié)。易于將不同于基體成分的粉末或薄片壓坯燒結(jié)在一起。
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應(yīng)用領(lǐng)域及案例
由于增材制造科技極大的降低產(chǎn)品的研發(fā)周期,故在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,話不多說,直接上圖:
國防行業(yè):葉片、發(fā)動機燃燒室、導(dǎo)彈配件、雷達配件、噴油嘴等
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傳統(tǒng)制造業(yè):產(chǎn)品樣件、模具
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生物醫(yī)療:人體組織、關(guān)節(jié)、牙齒
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顳下頜植入體
文化創(chuàng)意:工藝品、衣物
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建筑:房子
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啟蒙教育:鍛煉發(fā)散性、空間性概念與思維
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