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增材制造技術(shù)原理及應用有哪些

科技綠洲 ? 來源:網(wǎng)絡整理 ? 作者:網(wǎng)絡整理 ? 2024-06-07 14:23 ? 次閱讀

增材制造技術(shù)(Additive Manufacturing,簡稱AM)是一種采用材料逐層堆積的方式,根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)直接制造出實體零件的先進制造技術(shù)。與傳統(tǒng)的減材制造技術(shù)相比,增材制造技術(shù)具有設(shè)計自由度高、材料利用率高、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點。本文將詳細介紹增材制造技術(shù)的原理、分類、關(guān)鍵技術(shù)、應用領(lǐng)域以及發(fā)展趨勢。

一、增材制造技術(shù)原理

增材制造技術(shù)的核心原理是“分層制造、逐層疊加”。具體來說,增材制造技術(shù)首先將三維模型進行切片處理,將其分解為一系列二維層片;然后,通過特定的制造設(shè)備,按照層片的順序逐層堆積材料,最終形成三維實體零件。

二、增材制造技術(shù)分類

根據(jù)所使用的材料類型和制造原理,增材制造技術(shù)主要可以分為以下幾類:

  1. 熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,F(xiàn)DM)
  2. 選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering,SLS)
  3. 選擇性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)
  4. 電子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)
  5. 立體光固化(Stereolithography,SLA)
  6. 數(shù)字光處理(Digital Light Processing,DLP)
  7. 噴墨三維打?。↖nkjet 3D Printing)
  8. 粉末床熔融(Powder Bed Fusion,PBF)

三、增材制造關(guān)鍵技術(shù)

  1. 三維建模技術(shù):增材制造的第一步是將設(shè)計好的三維模型轉(zhuǎn)化為計算機能夠識別的數(shù)據(jù)格式,這需要運用三維建模軟件進行設(shè)計和建模。
  2. 切片技術(shù):將三維模型分解為一系列二維層片,為后續(xù)的逐層制造提供基礎(chǔ)。
  3. 材料技術(shù):增材制造技術(shù)涉及多種材料,如塑料、金屬、陶瓷等。針對不同材料,需要研究相應的材料特性、加工工藝和后處理技術(shù)。
  4. 設(shè)備技術(shù):增材制造設(shè)備是實現(xiàn)增材制造的關(guān)鍵,包括激光器、電子束源、噴頭等核心部件,以及控制系統(tǒng)、運動系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。
  5. 后處理技術(shù):增材制造出的零件往往需要進行后處理,如去除支撐、打磨、熱處理等,以滿足零件的性能要求。

四、增材制造技術(shù)應用領(lǐng)域

  1. 航空航天領(lǐng)域:增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應用,如制造復雜的航空發(fā)動機零件、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件等。
  2. 醫(yī)療器械領(lǐng)域:增材制造技術(shù)可以用于制造定制化的醫(yī)療器械,如人工關(guān)節(jié)、牙齒、植入物等。
  3. 汽車制造領(lǐng)域:增材制造技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域可以用于制造輕量化零件、復雜的功能集成件等。
  4. 建筑領(lǐng)域:增材制造技術(shù)可以用于建筑領(lǐng)域的快速原型制造、建筑構(gòu)件制造等。
  5. 教育和科研領(lǐng)域:增材制造技術(shù)在教育和科研領(lǐng)域可以用于快速原型制造、創(chuàng)新設(shè)計驗證等。
  6. 個性化定制領(lǐng)域:增材制造技術(shù)可以實現(xiàn)個性化定制,滿足消費者對于個性化產(chǎn)品的需求。

五、增材制造技術(shù)發(fā)展趨勢

  1. 材料創(chuàng)新:隨著新型材料的不斷研發(fā),增材制造技術(shù)將能夠應用于更多領(lǐng)域,制造出性能更優(yōu)越的零件。
  2. 設(shè)備性能提升:增材制造設(shè)備的性能將不斷提高,制造速度、精度和穩(wěn)定性將得到顯著提升。
  3. 智能化發(fā)展:增材制造技術(shù)將與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)智能化制造。
  4. 環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展:增材制造技術(shù)將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,降低能耗和廢棄物排放。
  5. 跨界融合:增材制造技術(shù)將與其他制造技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)多學科、多領(lǐng)域的融合創(chuàng)新。

六、結(jié)語

增材制造技術(shù)作為一種革命性的制造技術(shù),具有廣闊的應用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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