增材制造技术
增材制造技术的工艺方法
增材制造技术的工艺方法增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种通过逐层添加材料构建三维物体的制造方法。
相对于传统的减材制造方法，增材制造技术具有很多独特的优势，如可实现复杂的内部结构、灵活性高、节约材料、快速制造等。
以下将介绍几种常见的增材制造技术及其工艺方法。
一、激光烧结制造技术激光烧结制造技术（Selective Laser Sintering，SLS）是使用激光束将粉末材料局部熔化并烧结在一起来构建物体。
其工艺方法主要包括：首先，准备粉末材料，将其均匀分布在工作台上；然后，使用激光束扫描和烧结每一层粉末，将其粘结在一起；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。
在这个过程中，未被烧结的粉末可用于支撑和填充内部空腔。
二、熔融沉积制造技术熔融沉积制造技术（Fused Deposition Modeling，FDM）是通过从喷嘴中挤出熔化的塑料丝线来构建物体。
其工艺方法主要包括：首先，将塑料丝线装入机器中，并加热使其熔化；然后，通过喷嘴将熔化的塑料线一层层地挤压出来，形成物体的每一层；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。
在这个过程中，使用一个可移动的工作台来保持物体的稳定。
三、光固化制造技术光固化制造技术（Stereolithography，SLA）是通过使用紫外线激光束逐层固化液体光敏树脂来构建物体。
其工艺方法主要包括：首先，将光敏树脂涂覆在一个工作台上，形成一个薄层；然后，使用紫外线激光束扫描和固化光敏树脂的特定区域，形成物体的每一层；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。
在这个过程中，光敏树脂经过固化后可以形成物体的外部结构。
四、电子束熔化制造技术电子束熔化制造技术（Electron Beam Melting，EBM）是使用高能电子束将金属粉末熔化并熔融在一起来构建物体。
其工艺方法主要包括：首先，将金属粉末均匀分布在工作台上；然后，使用高能电子束扫描和熔化金属粉末，将其融化并与前一层熔融的金属相融合；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。
增材制造简介介绍
2000年代至今
03
增材制造技术得到了快速发展，被广泛应用于各个行
业和领域。
增材制造技术的重要性和优势
高度定制化
增材制造技术可以根据客户 需求进行定制化生产，满足
个性化的需求。
1
减少生产成本
增材制造技术可以减少材料 浪费和生产成本，提高生产
效率。
创新设计
增材制造技术可以应用于创 新设计，使产品更加独特和 新颖。
材料利用率高：能够减少材料浪费，降低成本。
特点 高效率：实现快速制造，节约生产时间。 高度定制化：能够根据客户需求进行定制化生产。
增材制造的技术类型
激光熔化技术（Laser Melting ）：利用高能量激光束熔化金 属粉末，逐层堆积形成物体。
粉末烧结技术（Powder Sintering）：利用激光或其他 能源将粉末颗粒烧结在一起，
环保可持续性
增材制造技术可以减少生产 过程中的废弃物和污染，更 加环保和可持续。
增材制造技术的挑战和限制
技术成熟度
增材制造技术的成熟度还需要进一步提高， 以满足更广泛的应用需求。
材料限制
增材制造技术的材料选择还需要进一步拓展 ，以满足不同领域的需求。
生产效率
增材制造技术的生产效率还需要提高，以满 足大规模生产的需求。
逐层堆积形成物体。
光固化技术（ Photopolymerization）：利 用光敏树脂作为材料，通过激 光束照射凝固，逐层堆积形成 物体。
熔融沉积技术（Fused Deposition Modeling）：利 用热熔性材料作为材料，通过 喷嘴将材料逐层沉积形成物体 。
增材制造的应用领域
医疗
制造人体植入物、 医疗器械等。
增材制造技术
增材制造技术随着科技的发展和技术的不断创新，越来越多的高新科技应用于生产制造中。
其中，增材制造技术是近年来备受关注的新兴技术之一。
一、什么是增材制造技术增材制造技术，即Additive Manufacturing Technology（AM），是一种基于数字模型，逐层生长制造零部件的制造技术。
相比于传统的切削加工和模压成型，增材制造技术可以根据数字模型的要求直接在物理层面上制造出产品，减少了制造过程中的浪费和成本。
二、增材制造技术的应用领域1. 航空航天增材制造技术的高精度加工和材料多样性使其成为航空航天领域的必备技术。
目前，增材制造技术已经应用于涡轮机叶片、燃烧室、喷气发动机喷油嘴以及航空航天结构部件等领域。
2. 生物医药增材制造技术在生物医药领域的应用也备受关注。
通过控制材料特性、结构和形状，增材制造技术可以提高医疗器械的适应性和效率，减少手术时间和风险，并有望在组织工程、药物交付和生物打印等领域展现出广泛的应用前景。
3. 汽车制造汽车制造也是增材制造技术的重要应用领域之一。
增材制造技术可以实现零部件的快速制造和个性化定制，提高制造效率和产品质量。
目前，增材制造技术在汽车制造领域已经被用于打印制动盘、发动机运转部件和车身结构等部件。
4. 工业机械工业机械的制造需要高强度、高温度和抗磨损等材料特性，增材制造技术的精度和多样性可以满足这一需求。
目前，增材制造技术在液氮泵、离心机、矿山设备以及燃气轮机等领域得到了广泛的应用。
三、增材制造技术的发展趋势1. 新型材料开发随着增材制造技术的快速发展，新型材料的研发也成为了一个重要方向。
目前，数十种材料已经应用于增材制造技术中，包括金属、陶瓷、聚合物、合金等。
未来，新型材料的开发将为增材制造技术打造更加广泛的应用场景。
2. 快速制造增材制造技术可以快速制造复杂的产品，并能够进行量身定制。
未来，增材制造技术将逐渐改变传统制造业的生产模式，推动快速制造的普及。
增材制造介绍
增材制造介绍一、增材制造的概述增材制造，又称为3D打印，是一种通过逐层堆积材料来构建物体的制造技术。
它利用数字化模型文件作为基础，将材料逐层堆积成为实际的物品，不同于传统的去除材料加工方式。
这种技术的起源可以追溯到上世纪80年代，但近年来随着科技的进步，增材制造得到了广泛的应用和发展。
二、增材制造的原理增材制造的原理基于离散-堆积原理，它将物品进行层层分解，得到一系列的二维平面数据，然后通过逐层堆积的方式将材料重新组合起来。
具体过程如下：1.通过计算机辅助设计（CAD）软件或三维扫描仪建立数字化三维模型。
2.将三维模型进行切片处理，得到一系列的二维截面数据。
3.打印设备根据切片数据，逐层堆积材料，形成三维实体。
4.经过后处理，得到最终的制成品。
三、增材制造的应用增材制造的应用广泛，涵盖了航空航天、医疗、建筑、汽车、教育等多个领域。
以下是增材制造的一些主要应用：1.航空航天：增材制造被用于制造航空航天领域的复杂零部件，如发动机零件、飞机框架等。
2.医疗领域：通过增材制造技术，可以定制个性化的医疗器械、人体植入物、组织工程等。
例如，通过3D打印技术制作牙齿、骨骼和器官的模型，用于手术规划和训练。
3.建筑领域：建筑师使用增材制造来制作建筑模型，能够更好地理解设计方案的空间效果和比例关系，从而提高设计效率。
4.汽车制造：汽车行业利用增材制造技术生产复杂和高质量的零件，例如汽车零部件原型或生产工具。
此外，增材制造还可以用于生产定制的汽车零件或配件，以满足客户的个性化需求。
5.教育领域：在教育领域中，增材制造被用于制作教学模型和演示工具，帮助学生更好地理解复杂的概念和结构。
例如，教师可以使用3D打印机制作生物学或物理学的教学模型，以便学生更好地理解结构和功能。
6.食品加工：近年来，食品加工行业也开始探索增材制造技术的应用。
通过使用3D食品打印机，可以按照数字模型制作出各种形状和质地的食品。
这种技术为食品加工提供了更多的创意和定制化可能性。
增材制造技术
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。
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
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 制件精度和降低表面粗糙
增材制造技术课程标准
增材制造技术课程标准
增材制造技术课程标准主要包括以下内容：
1. 增材制造技术的基本原理：包括增材制造技术的定义、分类、应用和发展趋势等。
2. 增材制造材料：介绍可用于增材制造的各种材料，如金属、塑料、陶瓷等，以及它们的特点和适用范围。
3. 增材制造设备：介绍增材制造设备的基本构成和工作原理，如激光打印机、熔融沉积式打印机、电子束熔炼机等。
4. 增材制造工艺：介绍各种增材制造工艺的过程、特点和应用，如激光直接成形、熔融沉积、立体光刻等。
5. 增材制造应用：介绍增材制造技术在各个领域的应用，如航空航天、汽车、医疗等。
6. 增材制造的安全与环保：介绍增材制造过程中涉及的安全和环保问题，以及相应的法规和标准。
7. 实验与实践：通过实验和实践环节，加深学生对增材制造技术的理解和应用能力。
此外，该课程标准还应对学生的学习成果进行评估和反馈，以确保教学质量和学生的学习效果。
具体评估方式可以根据实际情况而定，如考试、作品评定、实验报告等。
以上信息仅供参考，具体课程标准应根据专业特点和学生需求进行制定。
什么是增材制造
什么是增材制造一般通俗地称增材制造为3D打印，而事实上3D打印只是增材制造工艺的一种，它不是准确的技术名称。
增材制造指通过离散-堆积使材料逐点逐层累积叠加形成三维实体的技术。
根据它的特点又称增材制造，快速成形，任意成型等。
增材制造的优势增材制造通过降低模具成本，减少材料，减少装配，减少研发周期等优势来降低企业制造成本，提高生产效益。
具体优势如下：1）与传统的大规模生产方式相比，小批量定制产品在经济上具有吸引力;2）直接从3D CAD模型生产意味着不需要工具和模具，没有转换成本;3）以数字文件的形式进行设计方便共享，方便组件和产品的修改和定制;该工艺的可加性使材料得以节约，同时还能重复利用未在制造过程中使用的废料(如粉末、树脂)(金属粉末的可回收性估计在95-98%之间);1）新颖、复杂的结构，如自由形式的封闭结构和通道，是可以实现的，使得最终部件的孔隙率非常低;2）订货减少了库存风险，没有未售出的成品，同时也改善了收入流，因为货物是在生产前支付的;3)分销允许本地消费者/客户和生产者之间的直接交互。
增材制造技术盘点1.光聚合成型技术增材制造SLA：Stereolithography(立体印刷术)是最早实用化的快速成形技术。
具体原理是选择性地用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料(例如液态光敏树脂)表面，使之发生聚合反应，再由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。
这样层层叠加构成一个三维实体。
2.以烧结和熔化为基本原理SLS：Selective Laser Sintering，(选择性激光烧结) 工艺是利用粉末状材料成形的。
将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平;用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接;当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。
增材制造技术分类
增材制造技术分类增材制造技术是一种通过逐层堆积材料来制造物体的制造方法。
它通过添加层层材料来构建复杂的三维结构，与传统的减材制造方法相比，具有许多优势。
根据不同的原理和应用领域，增材制造技术可以分为以下几类。
一、喷墨式增材制造技术喷墨式增材制造技术是一种基于喷墨打印原理的制造方法。
它使用墨滴喷头将材料逐层喷射到底板上，然后通过固化或热熔等方法将材料固化成固体。
这种技术适用于制造小尺寸、高精度的物体，如微型电子元件、生物芯片等。
喷墨式增材制造技术具有制造速度快、成本低廉、制造精度高的优势。
二、粉末床增材制造技术粉末床增材制造技术是一种将粉末材料逐层堆积并通过粘结剂、热熔或激光烧结等方法固化的制造方法。
这种技术适用于制造金属、陶瓷等材料的复杂结构。
其中，激光烧结技术是粉末床增材制造技术中应用最广泛的一种。
它通过激光束烧结粉末颗粒，逐层堆积形成固体物体。
粉末床增材制造技术具有制造速度快、制造尺寸大的优势，因此在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
三、线材增材制造技术线材增材制造技术是一种使用金属丝材料逐层堆积构建物体的制造方法。
通过电弧熔化或电子束熔化等方式将金属丝材料熔化成液态，然后通过控制熔化池的运动路径来控制物体的形状。
线材增材制造技术具有制造速度快、成本低廉的优势，适用于制造大尺寸、高强度的金属构件。
四、光固化增材制造技术光固化增材制造技术是一种利用紫外光固化树脂材料逐层堆积构建物体的制造方法。
它通过激光或投影仪等光源照射树脂材料，使其固化成固体。
光固化增材制造技术适用于制造精细结构、高精度的物体，例如珠宝、模型等。
它具有制造精度高、制造速度快的优势，并且可以制造多种材料的物体。
五、生物打印技术生物打印技术是一种利用生物材料逐层堆积构建组织和器官的制造方法。
它通过将细胞、生物材料等逐层堆积并进行培养，最终形成具有生物功能的组织和器官。
生物打印技术在医学领域有着广泛的应用前景，可以用于组织工程、再生医学等方面。
增材制造技术概述
3.1 增材制造技术概述增材制造技术诞生于20世纪80年代后期的美国。
一开始，增材制造技术的诞生源于模型快速制作的需求，所以经常被称为“快速成型”技术。
历经三十年日新月异的技术发展，增材制造已从概念（沟通）模型快速成型发展到了覆盖产品设计、研发和制造的全部环节的一种先进制造技术，已远非当初的快速成型技术可比。
3.1.1概述1.概念增材制造（即Additive Manufacturing，简称AM）：一种与传统的材料“去除型”加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。
增材制造的概念有“广义”和“狭义”之说，如图3-1所示。
“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。
而“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。
目前，出现了许多令人眼花缭乱的多种称谓：快速成型（Rapid Proto-typing）、直接数字制造（Direct Digital Manufacturing）、增材制造（AdditiveFabrication）、“三维打印(3D—Printing )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”、增层制造（Additive Layer Manufacturing）等。
2009年美国ASTM专门成立了F42委员会，将各种RP统称为“增量制造“技术，在国际上取得了广泛认可与采纳。
2.原理与分类实际上在我们的日常生产、生活中类似“增材”的例子很多，例如：机械加工的堆焊、建筑物（楼房、桥梁、水利大坝等）施工中的混凝土浇筑、元宵制法滚汤圆、生日蛋糕与巧克力造型等。
图3-1 增材制造概念基本原理：首先将三维CAD模型模拟切成一系列二维的薄片状平面层。
然后利用相关设备分别制造各薄片层，与此同时将各薄片层逐层堆积，最终制造出所需的三维零件，如图3-2所示。
(完整版)智能制造-增材制造技术
方法制造实体零件的技术，相对于传统的减材制造（切削加工） 技术，它是一种材料累积的制造方法。融合了计算机辅助设计、 材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控 系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤 压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物 品的制造技术。
一、起源及原理
原理：其工艺流程一般可分为三维建模、数据分割、打印、后
处理四步。三维建模是3D打印的基础，即在打印之前需在三维软件 中对所制作产品进行建模，因此3D打印需计算机辅助设计(CAD)技术 的参与； 在三维建模完成后，打印机将三维数据分割为二维数据； 通过打印设备逐层进行打印； 打印好的三维产品要经过后处理才能 出厂或使用，后处理工艺一般包括剥离、固化、修整、上色等。
四、国外发展现状
1、德国EOS公司 该公司开发的选区激光烧结（SLS）增材制造装备可成形传
统工艺（注塑、挤塑）难加工的耐高温塑料。利用基于粉材的 激光烧结工艺可成形复杂高精度零部件，力学性能较尼龙 等塑料高出1倍（拉伸强度达95MPa，杨氏模量达4400MPa）
SLS增材制造出的复杂结构件
四、国外发展现状
智能制造
-增材制造技术
目录
1
起源及原理
2
主要方法及优势
3
国内发展现状
4
国外发展现状
5
应用与展望
一、起源及原理
起源：增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打
印（3D printing），该技术诞生于上世纪80年代的美国，又称 “添加制造”技术，是一种快速成型技术，迄今已有30多年的发 展历史。
增材制造的新名词及含义
增材制造的新名词及含义随着科技的飞速发展，增材制造技术逐渐进入人们的视野，并在各个领域展现出巨大的潜力和应用价值。
本文将介绍增材制造的新名词及其含义，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、增材制造概述增材制造（Additive Manufacturing，简称AM）是一种基于三维模型文件的制造技术，采用层层堆积的方式构建物体。
相较于传统的减法制造方法，增材制造无需原胚和模具，能够直接根据计算机设计图形生成任何形状的物体，从而实现设计自由度和制造效率的极大提升。
二、增材制造新名词及其含义1.3D打印：3D打印是增材制造的俗称，通过逐层添加材料来制造三维物体。
3D打印技术能够制造出传统加工方法难以实现的复杂结构，大大缩短了产品开发周期。
2.粉末烧结：粉末烧结是增材制造的一种技术，它使用高能束（如激光、电子束等）将粉末材料逐层熔化并凝固成型。
粉末烧结技术可以制造出具有优良力学性能和复杂结构的零件，广泛应用于航空航天、医疗等领域。
3.生物打印：生物打印是增材制造在生物医学领域的应用，通过打印生物材料来制造人体组织、器官等。
生物打印技术为再生医学、个性化医疗等领域提供了全新的解决方案，有望改变人类健康和医疗的未来。
4.4D打印：4D打印是增材制造的升级版，它在三维打印的基础上引入了时间维度，使得打印出的物体能够在外界刺激下发生形状或功能的改变。
4D打印技术在智能家居、可穿戴设备等领域具有广阔的应用前景。
5.材料喷射：材料喷射是增材制造的一种技术，通过将液态或半固态材料逐层喷射到基底上并固化成型。
这种技术可以制造出具有高精度和高表面质量的零件，广泛应用于微电子、光电子等领域。
三、增材制造的影响和前景增材制造技术的出现和发展，不仅改变了传统制造业的生产方式，更在各个领域带来了前所未有的创新和突破。
它缩短了产品开发周期，降低了生产成本，提高了产品质量和生产效率。
在未来，随着技术的进步和应用领域的拓展，增材制造将为人类创造更加丰富多彩的物质世界。
制造业的增材制造技术发展
制造业的增材制造技术发展随着科技的不断进步和发展，制造业也在经历着翻天覆地的变化。
其中一项引人注目的技术便是增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM），也被称为3D打印技术。
本文将探讨制造业中增材制造技术的发展，以及其对制造业革新和未来发展的影响。
一、增材制造技术的概述增材制造技术是一种基于数码模型数据的直接制造技术，通过层层堆积或熔化金属、塑料等材料，以逐层构建出实物产品。
与传统的减材制造技术（如切削加工）相比，增材制造技术拥有更高的灵活性和自由度，能够将复杂的设计想法转化为实体产品。
二、增材制造技术的发展趋势随着时间的推移，增材制造技术迅速发展，并逐渐渗透到各个领域。
目前，增材制造技术已经在医疗、航空航天、汽车等行业得到广泛应用。
同时，不断涌现的新材料和新工艺也为增材制造技术的发展提供了更多可能性。
1. 新材料的应用增材制造技术可以使用多种材料，包括金属、塑料、陶瓷等。
近年来，通过改进和研究不同材料的特性，制造商们已经成功应用增材制造技术来制造出高性能的金属部件和复杂的塑料产品。
2. 新工艺的探索除了材料的改进，制造商们还在不断探索新的增材制造工艺。
例如，激光烧结技术、电子束熔化技术等，这些新工艺的应用使得增材制造技术更加高效和精确。
三、增材制造技术的优势和挑战增材制造技术的快速发展和广泛应用，主要得益于其独特的优势。
与传统制造工艺相比，增材制造技术具有以下几个显著的优势：1. 设计灵活性采用增材制造技术可以实现高度复杂的设计，无需受制于传统加工方法的制约。
制造商可以根据需求快速调整产品设计，并根据实际情况进行优化，提高产品的性能和质量。
2. 节约资源增材制造技术可以精确控制材料的使用量，减少材料的浪费。
相比传统的减材制造技术，在某些情况下，增材制造技术可以大幅降低材料成本和能源消耗。
然而，尽管增材制造技术有着广阔的市场前景和应用价值，也面临着一定的挑战：1. 设计和制造标准化现有的增材制造技术在设计和制造标准方面还存在一定的不足。
增材制造技术概要
粘结剂喷射技术适用于制造轻质、高强度 的复合材料零件，广泛应用于航空航天、 汽车等领域。
03
增材制造材料
金属材料
01
02
03
钛及钛合金
钛及钛合金具有高强度、 低密度、耐腐蚀等优点， 广泛应用于航空航天、医 疗等领域。
铝合金
铝合金具有轻量化、导电 导热性好等优点，适用于 电子、航空航天等领域。
不锈钢
应用领域与优势
应用领域
定制化生产
降低成本
提高设计自由度
增材制造技术在航空航 天、汽车、医疗、教育、 建筑等领域有广泛应用。
能够快速制造出定制化 的产品，满足个性化需
求。
减少了材料浪费和加工 时间，降低了制造成本。
无需受到传统加工工艺 的限制，可以设计出更
复杂、创新的产品。
02
增材制造技术原理与类型
其他特殊材料
生物材料
生物材料具有生物相容性、可降解性等优点，适用于医疗器械、生物医药等领 域。
光敏树脂
光敏树脂具有高精度、快速固化等优点，适用于精密零件、模型制作等领域。
04
增材制造技术应用案例
航空航天领域应用案例
飞机零部件制造
定制化设计
增材制造技术可以快速、精确地制造 出飞机零部件，如发动机零件、机翼 等，提高生产效率和降低成本。
THANKS
感谢观看
普及化应用
随着技术的不断成熟和成本的 降低，增材制造技术将逐渐普
及化，应用于更多领域。
对行业的影响与变革
制造业转型
增材制造技术将推动制造业从传统制造向数字化、智能化制造转 型。
定制化生产
增材制造技术将促进制造业向定制化生产转变，满足个性化需求。
增材制造技术及应用实例
增材制造技术及应用实例
增材制造技术是一种以逐层添加材料的方式制造物品的技术。
传统制造技术通常是从大块材料中切割形状，而增材制造技术则是将设计文件转换为逐层制造的指令，逐层添加材料，使得制造过程更加灵活、高效。
增材制造技术的应用广泛，其中最常见的是3D打印。
3D打印通过纳米级的层层叠加，可以制造出各种形状和大小的物品。
它可以应用于许多工业领域，例如快速制造原型、生产小批量生产零件、医疗器械等。
除了3D打印，增材制造技术还应用于以下领域：
1.航空航天：增材制造技术可以制造出轻量化、高强度的航空零部件，例如发动机喷嘴、涡轮叶片等。
2.汽车制造：增材制造技术可以制造出复杂的汽车零部件，例如发动机缸体、制动器等。
3.医疗器械：增材制造技术可以制造出各种医疗器械，例如假肢、人工关节、牙齿矫正器等。
4.建筑业：增材制造技术可以制造出各种建筑材料，例如混凝土、钢材等。
总之，增材制造技术可以提高生产效率，降低成本，创造出更多的可能性。
未来随着该技术的发展，它的应用领域将更加广泛。
增材制造技术
增材制造的应用领域
航空航天 汽车工业 医疗 工艺设备 产品原型 文物保护 建筑设计 工艺饰品
缺点： 原型制作易变形 后处理复杂 需要预热、冷却 成型表面粗糙多孔 污染环境
材料：尼龙、蜡、金属和陶瓷粉末、ABS
熔丝沉积成形法（FDM）
优点： 工艺无需激光系统 设备组成简单 成本及运行费用低、易于推广
缺点： 需要支撑材料 成型材料的限制大
成型材料：石蜡、金属、低熔点合金丝、塑料
增材制造的优势
零件
材料：液态光敏材料
缺点： 材料昂贵 制造过程需要设计支撑 加工环境有气味
层叠实体制造法（LOM）
优点： 成形速度快 成型材料便宜 无相变、无热应力 形状和尺寸精度稳定
缺点： 成形后废料剥离费时 取材范围窄 层厚不可调整
材料：带有粘胶的纸材或箔材
选区激光烧结法（SLS）
优点： 材料的多样性 过程易操作 材料利用率高 无需支撑结构 模具的强度高
增材制造的概念
增材制造是集CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光 技术等于一体的综合技术、是实现从零件设计到三维实体快速制造的一体化系 统技术，采用软件离散-材料堆积原理实现零件的成型过程。
基本工艺原理
设计师
CAD造型 系统
三维实 体
三维数字化 仪
CAD模 型
数据文 件
分层切 片
逐层堆 积பைடு நூலகம்
后期处 理
产品
总之：“增材制造”=“3D打印”=“快速原型制 造技术”
增材制造的工艺方法
光敏液相固化法(SLA) 层叠实体制造法(LOM)
增材制造技术的原理和应用
增材制造技术的原理和应用1. 增材制造技术的概述•增材制造技术，又称为3D打印技术，是一种利用计算机模型将材料层层堆积而形成三维实体的制造方法。
•与传统的减材制造技术相比，增材制造技术可以有效减少材料的浪费，并实现复杂形状的制造。
2. 增材制造技术的原理•增材制造技术的核心原理是将计算机辅助设计的三维模型切片成多层薄片。
•通过逐层叠加、熔融或粘结等方式，将材料逐渐堆积成为一个完整的三维实体。
3. 增材制造技术的分类•增材制造技术可以根据材料的不同以及工作原理的不同进行分类。
–3D打印：是最常见的一种增材制造技术，通过将材料逐层堆积的方式实现制造。
–激光烧结：通过使用激光束烧结金属粉末来制造金属零件。
–电子束熔化：利用电子束来熔化金属粉末，实现金属零件的制造。
–喷墨制造：通过喷墨头喷射液态材料，逐层叠加形成实体。
4. 增材制造技术的应用领域•制造业：增材制造技术已广泛应用于制造业，可以用于快速制造样品、模具以及定制化产品的制造。
•医疗领域：增材制造技术可以用于制造人体骨骼和器官的模型、假肢和义肢等医疗辅助器械。
•航空航天：增材制造技术可以制造轻量化零部件和复杂形状的管道等，提高航空航天设备的性能和可靠性。
•能源行业：增材制造技术可以用于燃气轮机叶片的制造，提高能源设备的效率。
•汽车工业：增材制造技术可以用于制造复杂形状的零部件和轻量化结构，提高汽车性能和燃油利用率。
5. 增材制造技术的优势和挑战优势•设计自由度高：增材制造技术可以实现复杂形状的制造，提供了更多的设计自由度。
•即时制造：通过增材制造技术，可以在短时间内制造出所需的产品，大大缩短制造周期。
•资源利用率高：相较于传统的减材制造技术，增材制造技术可以减少材料的浪费，提高资源的利用率。
挑战•制造材料选择有限：目前增材制造技术的材料选择相对有限，无法满足所有应用需求。
•制造精度有限：增材制造技术的制造精度有限，对于一些高精度产品的制造存在一定的局限性。
增材制造技术应用
注重增材制造技术的绿色可持续发展，推 动环保材料和循环经济的发展。
04
增材制造技术的前沿技术与发展趋势
金属增材制造技术
激光熔融沉积技术
利用高能激光束将金属粉末熔化并逐层堆积，形成复杂的三维零 件。
电子束熔化技术
利用高能电子束将金属粉末熔化并逐层堆积，具有高精度和快速成 型的优势。
金属粉末烧结技术
定制化零件生产
根据客户需求定制航空器 的零件，满足个性化需求， 提高航空器的适用性和竞 争力。
汽车制造
汽车零部件制造
利用增材制造技术快速、 精确地制造汽车零部件， 提高生产效率和降低成本。
轻量化设计
通过增材制造技术实现复 杂结构的设计和制造，降 低汽车的重量，提高燃油 效率和性能。
定制化汽车生产
根据客户需求定制汽车， 满足个性化需求，提高汽 车的适用性和竞争力。
01
生物细胞三维打印技术
利用生物细胞作为“墨水”，逐层打印出具有特定组织结构的生物零件。
02
生物材料增材制造技术
利用生物相容性高分子材料作为基质，通过增材制造技术制造出具有特
定组织结构的生物零件。
03
生物活性物质增材制造技术
利用生物活性物质作为“墨水”，通过增材制造技术制造出具有生物活
性的生物零件。
行业标准与规范缺失
增材制造技术的行业标准与规 范有待完善，需要加强标准化
建设。
未来发展方向
新材料与新工艺研究
智能化与自动化
加强新材料、新工艺的研究和应用，提高 增材制造技术的适用范围和性能。
推动增材制造技术的智能化和自动化发展 ，提高生产效率和产品质量。
跨界融合与创新应用
绿色可持续发展
加强增材制造技术与其他领域的跨界融合 ，拓展增材制造技术的应用范围和创新应 用。
增材制造的概念
增材制造的概念
1、增材制造的概念：增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
2、增材制造，又叫做3D(Three Dimensions)打印，是以计算机三维数字模型为基础，通过软件分层离散和数控成形系统，用激光、电子束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂、热塑等材料在二维平面上进行逐层堆积黏结，从而快速制造出与数模设计一致的实物产品。
与传统减材加工制造技术不同，增材制造大幅节约了原材料在去除、切削、再加工过程中的消耗，同时不受传统加工工艺的限制，可以在产品设计环节进行优化或自由重塑，极大降低了后续工艺流程的工作难度和时间损耗。
增材制造融合了IT、先进材料、智能制造等多种技术，被认为是制造业最具颠覆性和代表性的新兴技术之一，代表着高端制造的发展方向。
浅析增材制造技术
浅析增材制造技术增材制造技术是基于数字三维模型，通过逐层堆积材料来制造复杂形状的物品的一种制造技术。
它通过添加材料的方式来制造物品，不同于传统的切削加工技术，大大减少了材料浪费和能源消耗。
增材制造技术可以制造出各种复杂的结构，例如需要内部结构的零件、体积复杂的构件和特殊形状的物品。
本文将从增材制造技术的原理、应用和展望三个方面进行浅析。
一、增材制造技术的原理增材制造技术是基于数字三维模型的制造方式，它将数字模型切分成多层，逐层添加材料以构建三维物体。
通常使用的材料有塑料、金属、陶瓷等，甚至可以使用生物医学材料。
增材制造技术的原理可以归纳为以下几个步骤：1. 设计数字三维模型：将需要制造的物品进行数字建模，设计出需要制造的形状、结构和内部构造。
2. 切分数字模型：将数字模型进行切分，将模型分成多个层次，每一层都是一个数字图像。
3. 打印物体：将每一个数字层次打印出来，逐层叠加，直到构建出完整的物体。
4. 后处理：将制造出的物品进行必要的后处理，例如清理支撑结构、质量检测和表面处理。
增材制造技术的原理相对简单，但是在操作上需要非常高的精度和技术要求。
随着增材制造技术的发展，制造材料的种类越来越多，制造出来的物品越来越复杂。
二、增材制造技术的应用增材制造技术的应用范围非常广泛，主要应用于制造各种具有复杂形状和结构的物品。
以下是增材制造技术的应用领域的几个例子：1. 制造航空零部件：增材制造技术可以制造出具有复杂几何形状和内部结构的航空零部件，不仅可以提高零部件的性能，还可以减轻零部件的重量。
2. 制造牙科矫治器：增材制造技术可以制造出个性化的矫治器，可以根据患者的口腔结构进行量身定制，提高矫治效果和舒适度。
3. 制造人工器官：增材制造技术可以制造出复杂的人工器官，例如心脏和肝脏，可以用于替代医学中的捐献器官。
4. 制造艺术品：增材制造技术可以制造出具有复杂形状和结构的艺术品，例如雕塑和装置艺术品，可以让艺术家更自由地表现自己的创意和想法。
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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)。
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）。
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。
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
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 制件精度和降低表面粗糙 度的关键。
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。
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。