增材制造技术

常见的3D打印技术
2. SLA(光固化技术 ) ：立体光固化成型 工艺(Stereolithography Apparatus， SLA)，又称立体光刻成型。 原理：液槽中会先盛满液态的光敏树 脂，氦—镉激光器或氩离子激光器发射 出的紫外激光束在计算机的操纵下按工 件的分层截面数据在液态的光敏树脂表 面进行逐行逐点扫描，这使扫描区域的 树脂薄层产生聚合反应而固化从形成工 件的一个薄层。
增材制造的分类
关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的概念（如图所示），“狭义”的增 材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系；而 “广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术 群。如果按照加工材料的类型和方式分类，又可以分为金属成形、非金属成形、生 物材料成形等（如图所示）。
当一层树脂固化完毕后，工作台将 下移一个层厚的距离以使在原先固化好 的树脂表面上再覆盖一层新的液态树脂， 刮板将粘度较大的树脂液面刮平然后再 进行下一层的激光扫描固化。
常见的3D打印技术
3. SLS ( 粉末烧结技术 )：选择性 激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，SLS)。
增材制造的关键技术
一是材料单元的控制技术。 即如何控制材料单元在堆 积过程中的物理与化学变 化是一个难点，例如金属 直接成型中，激光熔化的 微小熔池的尺寸和外界气 氛控制直接影响制造精度 和制件性能。
二是设备的再涂层技 术。增材制造的自动化涂 层是材料累加的必要工序， 再涂层的工艺方法直接决 定了零件在累加方向的精 度和质量。分层厚度向 0.01mm发展，控制更小 的层厚及其稳定性是提高 制件精度ห้องสมุดไป่ตู้降低表面粗糙 度的关键。
增材制造技术
主要内容
1.增材制造概述 2.增材制造的原理与方法 3.3D打印发展与现状
什么是增材制造技术？
增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直 接制造零件的科学技术体系。基于不同的分类原则和理解方式，增材 制造技术还有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多种称谓， 其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展，这里所说的“增材制造”与 “快速成形”、“快速制造”意义相同。
常见的3D打印技术
1.SLM（Selective laser melting选区激光熔化技术） 原理：打印机控制激光在铺设好 的粉末上方选择性地对粉末进行 照射，金属粉末加热到完全熔化 后成型。然后活塞使工作台降低 一个单位的高度，新的一层粉末 铺撒在已成型的当前层之上，设 备调入新一层截面的数据进行激 光熔化，与前一层截面粘结，此 过程逐层循环直至整个物体成型。 SLM的整个加工过程在惰性气体 保护的加工室中进行，以避免金 属在高温下氧化。
常见的3D打印技术
4. FDM (熔融沉积技术 )：熔融沉积
成型工艺(Fused Deposition Modeling，FDM)是继LOM工艺和 SLA工艺之后发展起来的一种3D打印 技术。
原理：将丝状的热熔性材料进行加 热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机 把材料挤出来。喷头可以沿X轴的方向 进行移动，工作台则沿Y轴和Z轴方向 移动(当然不同的设备其机械结构的设 计也许不一样)，熔融的丝材被挤出后 随即会和前一层材料粘合在一起。一 层材料沉积后工作台将按预定的增量 下降一个厚度，然后重复以上的步骤 直到工件完全成型。
增材制造的原理与方法
3D打印发展与现状
原理：目前增材制造的主要方法就是3D打印技术（3D Printing），它的基本原理是，把一个通过
设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来 并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型。 优势：1.制造复杂物品。（没有传统加工的限制） 2.产品多样化不增加成本。（一台打印机，不需要改动模具） 3.生产周期短。（最大的优点） 4.零技能制造。（相对于传统制造所需要的操作技能很少） 5.不占空间，便携制造。（可应用于灾区，战场） 6.节省材料。（没有废料、回料等） 7.精确的实体复制。（3D照相馆） 缺点：1.材料限制：目前可用材料有限，无法支持各种各样的材料。 2.机器限制：对机器要求高，无法打印动态物体。 3.花费负担：成本昂贵，暂时难以进入大众家庭。
原理：先采用压辊将一层粉末平 铺到已成型工件的上表面，数控系 统操控激光束按照该层截面轮廓在 粉层上进行扫描照射而使粉末的温 度升至熔化点，从而进行烧结并于 下面已成型的部分实现粘合。当一 层截面烧结完后工作台将下降一个 层厚，这时压辊又会均匀地在上面 铺上一层粉末并开始新一层截面的 烧结，如此反复操作直接工件完全 成型。
三是高效制造技术。 增材制造在向大尺寸构件 制造技术发展，例如金属 激光直接制造飞机上的钛 合金框睴结构件，框睴结 构件长度可达6m，制作 时间过长，如何实现多激 光束同步制造，提高制造 效率，保证同步增材组织 之间的一致性和制造结合 区域质量是发展的难点。
此外，为提高效率， 增材制造与传统切削制造 结合，发展材料累加制造 与材料去除制造复合制造 技术方法也是发展的方向 和关键技术。