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增材制造技术的发展及其主要应用方向分析

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-11-03 18:04:37 * 浏览: 11
计算机增材制造技术,通常称为3D打印技术,是一种基于三维CAD模型数据的处理技术,它是通过逐层添加材料来制造的。与传统的切割,切割和磨削(称为减材)加工技术相比,增材制造是一种自下而上的制造方法。增材制造设备与现代微计算机技术密切相关。它由零件的3D数据驱动。设备接受3D数据后,将其转换为处理步骤以直接制造零件。同时,随着计算机软硬件技术的发展,增材制造技术的内涵仍在加深,种类也在不断扩大。当前的增材制造技术主要有以下几种实现方式:1.光固化印刷,其使用紫外线在液体光敏树脂的表面上进行扫描,每次生成一定厚度的薄层,并逐层生成对象从底部。光固化印刷的优点是原料利用率高(接近100%),尺寸精度高,表面质量优良,可用于制作复杂的结构模型,且印刷设备体积小,重量轻,缺点是就是原材料种类有限。 2.选择性激光烧结印刷,即使用大功率激光加热粉末以形成粉末。选择性激光烧结工艺的优势是材料范围广泛,除了可烧结的塑料和尼龙。非金属材料(例如聚碳酸酯)也可以印刷金属材料,并且在印刷时不需要支撑,因此印刷零件具有良好的机械性能和高强度。缺点是粉状材料相对疏松,打印精度难以控制,并且打印设备昂贵。 3.熔融沉积印刷采用热熔喷嘴,将喷嘴中的塑料材料熔化并将其沉积在指定位置以进行固化成型。这类似于“挤压”牙膏的过程。该打印方法价格低廉,尺寸小并且相对难以操作,并且适合在家庭和办公室中进行打印。缺点是模制件的表面有明显的条纹,产品层之间的结合强度低,反应速度慢。 4、3D打印,这是一种类似于喷墨打印机喷嘴的工作方法,此过程与选择性激光烧结非常相似,仅将激光烧结过程更改为喷嘴粘合,将光栅扫描仪更改为粘合喷嘴。 3D打印的优点是打印速度快且成本低。缺点是印刷产品的机械强度不高。增材制造技术投入实际使用后,迅速应用于许多领域。在军事领域,增材制造技术首先应用于航空航天领域,然后开始在海军装备制造领域得到推广。目前,增材制造技术的使用主要包括:小关键零件的制造,尤其是传感器的制造,可以通过电子束熔化进行烧结,然后进行逐层烧结,以获得传感器的基本结构;考虑到性能和制造成本。增材制造技术还可用于制造复杂的模具和设计模型。使用3D喷墨打印技术,仅需要设计要打印样品的3D CAD文件,这会将产品从设计到生产的时间从最初的25周缩短到10周。用于军事装备的维修。这是当前增材制造技术的关键发展方向。增材制造技术可用于在制造过程中快速修复误加工的损坏零件,并在维修过程中快速修复故障零件。零件的修复包括几何特性和机械特性的恢复。添加增材制造技术后,少量的后续处理即可使零件达到可用水平并实现高效率。d零件的低成本再制造。在航空航天领域,该技术可使战斗飞机和设备在机场得到快速维修。在船舶领域,这项技术为船舶巡游设备提供了额外的保护。目前,使用添加剂技术进行设备维修,还需要克服一系列技术问题,例如激光/电弧/等离子直接沉积修复工艺关键因素的检测和闭环控制,金属零件尺寸精度的直接修复和形状精度控制,直接修复/选择区域修复特殊材料的合金系统设计。