第四部分-减材制造与增材制造
浅析增材制造技术
浅析增材制造技术增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种利用数字模型和逐层叠加材料的制造方法，也被称为3D打印技术。
它已经在许多领域得到广泛应用，包括航空航天、医疗保健、汽车、船舶、电子设备等。
与传统的减材制造技术相比，增材制造技术具有许多优势。
它可以实现设计的自由度，使得制造出的产品可以具有更加复杂的结构和形态。
增材制造技术可以节约材料和能源，因为它不需要像传统的减材制造技术那样大量浪费原材料。
增材制造技术还可以快速制造出产品，极大地提高了生产效率。
增材制造技术可以根据需要实现定制化生产，满足不同客户的个性化需求。
一种常见的增材制造技术是熔化沉积法，又称为熔融沉积法。
这种技术通过控制熔化金属丝或粉末的熔点，将其一层层地叠加在一个基底上，形成一个三维物体。
该技术有很多变种，如激光熔化沉积、电子束熔化沉积、电弧沉积等，它们使用的能源和加热方式略有不同，但基本原理都是一样的。
激光熔化沉积技术是利用高能量激光束熔化金属粉末的方法，该粉末被喷射到底板或前一层构件表面上，形成新的一层。
通过重复这个过程，可以逐层叠加金属材料，最终形成一个完整的三维零件。
这种技术可以制造出具有优良性能的复杂结构零件，广泛应用于航天航空、汽车制造、医疗等领域。
电弧沉积技术是通过电弧加热金属丝或粉末，将其熔化在底板或前一层构件表面上，形成新的一层。
这种技术所用的能源是燃气火焰或等离子弧，它可以适用于加工高熔点金属材料，如钢、铁等。
电弧沉积技术也具有高生产效率和性能优越性的特点。
除了金属增材制造技术，还有塑料增材制造技术。
塑料增材制造技术是通过控制3D打印机喷射熔化塑料丝或粉末，逐层叠加在一个基底上，形成一个三维物体。
这种技术可以制造出轻质、柔韧、密封性好的产品，广泛应用于医疗保健、家电、玩具等领域。
到目前为止，增材制造技术已经在许多领域取得了成功的应用。
在航空航天领域，增材制造技术可以制造出轻质、高强度的航空零件，大大提高了飞机的性能和经济性。
浅谈制造（增材与减材）
浅谈制造（增材与减材）
制造业是社会的基⽯，本⼈从事制造业已四年有余，今天就将⾃⼰对于制造的浅显理解记录⼀⼆。
制造前提是设计，此⽂就谈⼀谈设计时就该考虑的增材制造与减材制造。
还记得设计⼀个三通时，发现三通出⼝管与管基座需要进⾏倒圆⾓处理，⽽此处在三维设计软件中会直接⽣成直⾓，需要进⼀步进⾏倒圆⾓设计，此处便有了疑问，那我在现场加⼯时该如何设计⼯艺，该处让我很是迷惑，后来经过研究，查阅⽂献，发现三通的加⼯⽐较复杂，有的是铸造，有的是在加⼯中⼼⼀次进⾏的加⼯，还有的是经过注塑机后注塑⽽成，后来经过⼀番思考后，有了增材与减材的思路。
⼀般零件的加⼯有增材与减材两种⽅式，增材就是⼀个⾃底向上的加⼯过程，现有⼀个基底，然后进⾏相应的拼接⼯作，⽐如焊接，铆接或者粘接，最后最终形成⼀个可⽤的零件，⽽减材就是通过各种⼑具将⼀个完成的⽑坯进⾏各种各样的加⼯，最终形成产品。
⼀个这么简单的道理尽然让我思考了很久，但是想通以后甚是明朗，突然对于该怎么设计⼀个产品，怎么让⼯艺与制造更好的实现有了很好的理解并形成了⾃⼰的思路，感觉甚好。
浅析增材制造技术
浅析增材制造技术增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是指通过不断将材料叠加在一起，逐层构建物体的一种制造方法。
与传统的减材制造技术相比，增材制造技术具有无需切割、无需装配的优势，可以实现高度个性化定制生产。
本文将就增材制造技术的定义、分类以及应用进行浅析。
增材制造技术的定义增材制造技术最早于20世纪80年代发展起来，最初用于制造简单的模型和原型，如快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）。
随着材料科学、计算机技术和机械制造工艺的不断发展，增材制造技术逐渐成为一种可实现工业化生产的重要技术。
增材制造技术的分类根据增材制造技术的不同原理和工艺流程，可以将其分为以下几个主要分类：1. 光固化技术：通过使用紫外线或激光光束照射可固化树脂，逐层构建物体。
例如光固化聚合物三维打印技术。
2. 喷墨技术：利用类似打印机的喷墨头将材料粉末喷射到底板上，形成一层，然后喷射材料粘合剂，重复该过程直到构建完整的物体。
例如喷射熔融层积技术。
3. 熔融沉积技术：通过熔化金属线或粉末，逐层熔融并固化形成物体。
例如选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）和电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）。
4. 电化学技术：利用电化学反应将材料逐层沉积在工作电极上。
例如电沉积三维打印技术。
5. 生物打印技术：通过生物材料、细胞和生物因子的叠加，构建仿生组织结构。
例如生物喷墨技术。
增材制造技术的应用增材制造技术在工业制造领域拥有广泛的应用前景。
以下是一些增材制造技术的主要应用：1. 制造定制化产品：增材制造技术可以根据个人需求快速制造定制化产品，如个性化的骨骼支架、义肢等。
2. 快速制造模型和原型：增材制造技术可以在短时间内制造出复杂的模型和原型，用于产品设计和评估。
3. 航空航天领域：增材制造技术可以制造出复杂的轻质结构件，提高飞机和航天器的性能。
增材制造技术原理及分类
增材制造技术原理及分类增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种将数字化模型直接转换成三维物体的制造方法。
与传统的减材制造相比，增材制造技术采用层层堆积材料的方法，逐步构建出物体的三维结构。
其原理是通过逐层添加材料的方式，将原材料直接加工成所需物体，而不需要经过传统制造方法的雕刻、削减或剥离等步骤。
1.喷墨式增材制造技术（Inkjet-based AM）：这种技术使用喷墨头将液体材料逐层喷射在底板上，然后经过固化或干燥使其变为实体物体。
喷墨式增材制造技术通常用于打印生物材料或功能性材料。
2.光固化增材制造技术（Photopolymerization-based AM）：这种技术使用光敏材料，通过定向照射紫外线或其他可见光源，在特定区域固化材料，逐层堆积形成物体。
常见的光固化增材制造技术包括光固化树脂（Stereolithography，SLA）、光固化立体层析法（Digital Light Processing，DLP）和多光子聚合技术等。
3.粉末烧结增材制造技术（Powder Bed Fusion，PBF）：这种技术先将粉末材料均匀地撒在底板上，然后使用热源（激光束、电子束等）精确加热一层材料，使其熔化并与前一层粘合，随后再撒一层粉末继续加热，逐层烧结形成物体。
常见的粉末烧结增材制造技术包括选择性激光烧结（Selective Laser Melting，SLM）、电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）等。
4.挤出增材制造技术（Extrusion-based AM）：这种技术通过将材料从喷头中挤出，逐层堆积形成物体。
常见的挤出增材制造技术包括熔融沉积建模（Fused Deposition Modeling，FDM）、糊状挤出打印（Paste Extrusion Printing，PEP）等。
5.线材增材制造技术（Wire-based AM）：这种技术使用金属线材或塑料线材作为原始材料，通过加热材料使其熔化，并通过机械手臂等方式逐层堆积形成物体。
第四部分 减材制造与增材制造ppt课件
2.1 航空制造业总体特点 3 大量采用整体构件
6
随着航空制造工业的快速发展，由 于现代飞机性能要求和设计水平不断提 高，为了进一步提升结构效率，大型航 空整体结构件逐渐替代了传统的螺栓连 接和铆接的飞机组合件，且使用整体制 造水平的普遍提升，使得整体结构件成 为广泛采用的主要承力构件。
相对于传统拼接的结构，它不但可 减少零件数目，降低结构重量，而且接 缝少，密封性好，装配简单，使飞机等 的结构效率和可靠性成倍甚至数十倍地 提高。
我国中航工业集团民用飞机转包合作生产中，飞 机座舱前、后侧骨架数控加工后会发生弯曲变形．整 体梁、接头等加工后出现弯曲和扭转变形。
2.1 航空制造业总体特点 6 性能要求较高
加工精度 形位精度 重量控制 使用寿命
2.2 铝合金的在飞行器上的应用
近年来，随着航空材料的快速发展，钛合金、铝合金和复合材料成为航 空整体结构件的主要结构材料，且在战斗机等高机动性飞行器中所占比重越 来越大，但是航空铝合金仍然是应用最为广泛的金属材料，尤其是在民用大 飞机中更是如此。在各种民用大飞机系列机型中，铝合金使用量基本在70% 以上，其中，波音747中的铝合金使用量高达到81%，有＂空中巨无霸＂之 称的A380飞机的结构材料中铝合金占66%。其中，铝合金主要用来制作航空 航天产品的受力结构件，如隔框、大梁、翼肋、巧条、起落架等零件。
2)约束面的加工 在一部分筋中，存在约束面需要单独加 工， 1，为了精加工约束面 2，在筋顶面上加工出足够的空间，为 之后筋顶面加工的进刀做准备。
3)筋侧面的加工 往往在铣槽腔内壁面或铣轮廓面时顺带 完成 (只有在开口筋或独立筋中，若筋的强 度不够，筋的侧面才需要单独加工)。
航空制造业总体特点
构件特点
减材制造与增材制造方法
减材制造与增材制造方法说实话减材制造与增材制造方法这事，我一开始也是瞎摸索。
减材制造嘛，我印象特别深的一次尝试就是想做个小木雕。
我就找了一块木头，那时候就知道用刀把不要的部分削掉就可以，这其实就是减材制造最直观的体现。
我一开始啊，拿起刀就乱砍，结果木头像被狗啃了一样，乱七八糟的。
后来我就明白了，这减材制造得有个规划。
就像是盖房子，你得先知道要拆哪堵墙一样。
我重新开始，先在木头上简单画了个图案，就是我想要的最终模样，然后从边缘开始，一点点地把多余的木材去掉。
这过程中啊，刀具的选择也很重要，大一点的刀适合大面积的削减，小一点的刀就可以用来处理细节部分。
增材制造就更有意思了。
我之前尝试过3D打印，这就是一种很典型的增材制造方法。
刚开始的时候，我完全不懂那个3D建模软件是怎么回事。
就随便画个草图就往打印机里送，结果打印出来的东西完全不是我想要的。
这才晓得，3D建模就是增材制造的灵魂所在。
就好比你要造个雕塑，你得先在脑子里想好各种形状和结构，然后用软件构建出来。
后来我就慢慢学软件，从最简单的形状开始，像搭积木一样把各个部件组合起来。
我还犯过一个错误呢，在打印的时候，没有好好设置打印参数。
我直接用默认的参数，结果打印得特别慢，质量还不好。
后来才知道，不同的材料啊，就得用不同的参数，就像不同的菜谱适合不同的食材一样。
对于减材制造，如果是金属的减材制造，像车削这种工艺，我听说要精准确定切削的位置和深度。
这就好比你削苹果，要是不小心削多了，苹果可就不完整了。
在减材制造的时候，材料的硬度也很影响操作方式。
太硬的材料，刀具可能就很难削动，得用专门的硬材质刀具。
而对于增材制造啊，除了3D打印这种常见的，还有像堆焊这种。
但堆焊我只是了解一点，不是特别精通。
做增材制造的时候，我感觉材料的选择和分层厚度对成品质量都有很大影响。
材料不好，可能会导致成品很脆弱，分层太厚了呢，表面就不光滑。
反正这两者的区别呢，减材制造是从整体上把多余部分剔除，增材制造就是一点一点累加材料做出成品。
增材制造 等材制造 减材制造
增材制造等材制造减材制造英文回答：Additive manufacturing (AM), also known as 3D printing, is a process of creating a three-dimensional object from a digital file. AM works by building up the object layer by layer, using materials such as plastic, metal, or ceramic. This process is in contrast to subtractive manufacturing (SM), which involves removing material from a block of material to create the desired object.AM offers a number of advantages over SM, including:Design flexibility: AM allows for the creation of complex geometries that would be difficult or impossible to produce using SM.Reduced waste: AM produces very little waste material, as it only uses the material that is needed to create the object.Faster production times: AM can be much faster than SM, as it does not require the creation of molds or tooling.However, AM also has some limitations, including:Material properties: AM materials can be weaker than materials used in SM, and they may not be suitable for all applications.Cost: AM can be more expensive than SM, especially for large-volume production.Accuracy: AM parts may not be as accurate as parts produced using SM.中文回答：增材制造，也称为 3D 打印，是一个从数字文件中创建三维对象的工艺。
第四部分减材制造与增材制造
利用数字化双胞胎技术，实现产品设计、制造和服务的全生命周期管 理。
绿色制造技术
环保材料
采用环保可降解材料，减少对环境的影响。
节能减排
优化制造工艺和设备，降低能源消耗和排放 。
循环利用
实现废料和废弃物的回收和再利用，提高资 源利用率。
未来展望
新材料应用
探索新材料的应用，为减材制造和增材制造 提供更广阔的空间。
等离子体切割
利用高温高速的等离子弧为热源 ，将被切割的金属局部熔化并吹 掉形成切口的一种加工方法。
化学腐蚀加工
通过化学反应将金属表面的部分 材料去除以达到加工目的的一种 加工方法。
04
增材制造技术与工艺
3D打印技术
SLA（立体光固化成型）
利用激光束逐层扫描液态光敏树脂，使其固化形成三维实体。
FDM（熔融沉积成型）
水切割技术
高压水射流切割
利用超高压水泵将普通水加压到 数百至数千大气压力，然后通过 特殊设计的喷嘴以极高的速度喷 出，实现对各种材料的切割。
水刀切割
采用超高压技术将水流增压至极 高压力，并通过细小喷嘴喷射出 高速水流进行切割。
其他减材制造技术
电火花加工
利用脉冲放电对导电材料进行电 蚀去除的一种加工方法，适用于 加工各种硬脆材料和复杂形状零 件。
高精度制造
提高打印精度和表面质量，实现更精细的制造和更广泛的 应用。
应用领域与前景
多材料打印
01
实现多种材料的混合打印和梯度材料打印，以满足更复杂的应
用需求。
大规模生产
02
提高打印速度和效率，降低制造成本，实现增材制造技术在批
量生产中的应用。
智能化和自动化
增材制造的基本原理
增材制造的基本原理引言：增材制造是一种革命性的制造技术，它以叠加的方式逐层构建物体，与传统的减材制造（如铣削、切割等）相比，增材制造具有更高的灵活性和可塑性。
本文将介绍增材制造的基本原理，包括材料选择、工艺流程、设备和应用领域等方面。
一、材料选择：在增材制造中，材料的选择至关重要。
常用的增材制造材料包括金属、塑料、陶瓷和复合材料等。
不同材料具有不同的特性，需要根据具体的应用需求来选择合适的材料。
例如，金属材料在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域具有广泛应用，而塑料材料在消费品制造和快速原型制作等方面较为常见。
二、工艺流程：增材制造的工艺流程通常包括以下几个步骤：设计、建模、切片、制造和后处理。
首先，设计师使用计算机辅助设计软件创建三维模型。
然后，模型经过切片软件处理，将其分解为一系列的薄层。
接下来，通过增材制造设备，按照切片后的图层顺序逐层制造物体。
最后，通过后处理工艺，如去除支撑材料、抛光、喷涂等，使制造出的物体达到所需的表面质量和功能。
三、设备：增材制造设备根据不同的技术原理可以分为多种类型，常见的有激光烧结、电子束熔化、熔丝沉积和喷墨等。
这些设备利用激光束、电子束或喷墨头等工具，将材料逐层加热或喷射，使其熔化或固化，从而构建出所需的物体。
这些设备具有高精度、高速度和高效率的特点，可以制造出具有复杂形状和精密结构的零件。
四、应用领域：增材制造在各个领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，增材制造可以制造出轻量化的零件，提高飞机的燃油效率和性能。
在医疗领域，增材制造可以制造出个性化的医疗器械和人工器官，提高治疗效果。
在汽车制造领域，增材制造可以制造出复杂形状的零件，提高汽车的安全性和舒适性。
此外，增材制造还可以应用于消费品制造、建筑业、艺术设计等领域。
结论：增材制造作为一种革命性的制造技术，具有巨大的潜力和应用前景。
通过合理选择材料、优化工艺流程和使用先进设备，可以实现高质量、高效率的增材制造。
相信随着科技的不断进步，增材制造将在各个领域发挥更加重要的作用，推动制造业的发展和进步。
增材制造的基本知识点
增材制造的基本知识点一、增材制造的定义。
增材制造（Additive Manufacturing，AM），俗称3D打印，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
与传统的减材制造（如切削加工）不同，它是通过材料的累加来制造产品的。
二、增材制造的原理。
1. 分层制造原理。
- 首先将三维模型进行切片处理。
这就如同把一个立体的物体按照一定的厚度（层厚）切成一片片的薄片。
例如，对于一个复杂的机械零件模型，软件会根据设定的层厚（如0.1mm）将其分解成多个二维层面。
- 然后，增材制造设备根据每个层面的轮廓信息，通过特定的工艺手段（如激光烧结、熔融沉积等）将材料逐层堆积起来。
以熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，FDM）为例，喷头加热并挤出丝状的热塑性材料（如PLA塑料丝），按照每个层面的形状路径进行沉积，一层完成后，工作平台下降一个层厚的距离，喷头再进行下一层的沉积，如此反复，直到整个模型制造完成。
2. 不同工艺的特殊原理。
- 选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）- SLS使用高能量的激光束选择性地烧结粉末材料（如尼龙粉末）。
激光束按照每个切片层面的形状在粉末层上扫描，使粉末颗粒在激光的作用下烧结在一起形成固态结构。
烧结完成一层后，粉末供应系统会在已烧结层上铺上一层新的粉末，然后激光再烧结下一层，这样层层叠加构建出三维物体。
- 光固化成型（Stereolithography Apparatus，SLA）- SLA基于液态光敏树脂的光聚合原理。
在一个容器中装有液态光敏树脂，紫外激光束按照切片层面的形状在树脂表面进行扫描。
被激光照射到的树脂发生光聚合反应，由液态转变为固态。
每完成一层的固化后，工作平台下降一个层厚的距离，然后新的液态树脂覆盖已固化层，激光再进行下一层的固化，最终形成三维物体。
智能制造-增材制造技术
-增材制造技术
目录
1 2 3 4 5
起源及原理
主要方法及优势
国内发展现状
国外发展现状
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C919结构件
三、国内发展现状
4、华科张海鸥团队 华中科技大学张海鸥教授的研究团队主要研究电弧增材制造， 以焊枪和基板之间产生的电弧为热源，在高纯氩气的保护下融化 不断送进的金属丝材进行增材制造，并在堆积过程中用微型辊进 行热机械加工，这样可以成形出性能优越的大型结构件。
成形பைடு நூலகம்理及成形的大型构件
基本材料
热塑性塑料、金属粉末、陶瓷 粉末 几乎任何合金 热塑性塑料, 共晶系统 金属、可 食用材料 光硬化树脂（photopolymer） 液态树脂 聚乳酸（PLA）、ABS树脂 金属线、塑料线 纸、金属膜、塑料薄膜 钛合金 Thermoplastic powder
二、主要方法及优势
1.制造复杂物品。（目前已显现） 2.产品多样化不增加成本。 3.生产周期短。（最大的优点） 4.无需采用模具。 5.不占空间、便携制造。（战场、灾区） 6.节省材料 。
采用增材制造生产的汽车、鞋子
二、主要方法及优势
主要方法
选择性激光烧结（selective laser sintering，SLS） 直接金属激光烧结（Direct metal laser sintering，DMLS） 熔融沉积成型（fused deposition modeling，FDM） 立体平版印刷（stereolithography，SLA） 数字光处理（DLP） 熔丝制造（Fused Filament Fabrication，FFF） 融化压模（Melted and Extrusion Modeling，MEM） 分层实体制造（laminated object manufacturing，LOM） 电子束熔化成型（Electron beam melting，EBM） 选择性热烧结（Selective heat sintering，SHS）
增材制造技术概述
增材制造技术概述增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种通过逐层添加材料来构建物体的制造技术。
与传统的减材制造技术相比，增材制造技术具有独特的优势，它可以实现无模具、个性化和快速制造。
该技术可以应用于多种材料，包括金属、塑料、陶瓷和复合材料等。
在增材制造技术中，物体是逐层构建的。
首先，通过计算机辅助设计软件将物体设计成三维模型。
然后，将模型传输给增材制造设备，设备根据模型指令，从底层开始逐层添加材料，直到构建出完整的物体。
这个过程类似于打印机打印文件，但是增材制造设备不是打印纸张，而是将材料逐层累积。
目前，增材制造技术已在多个领域得到广泛应用。
在制造业中，增材制造可以用于制造复杂的零件，例如飞机发动机部件和汽车零件。
由于可以通过精确控制添加材料的路径和位置，增材制造可以实现复杂形状的构建，减少材料浪费和节约制造时间。
在医疗领域，增材制造技术可以用于定制化医疗器械和人工器官的制造。
医生可以根据患者的具体情况，设计并制造符合其需求的医疗器械和人工器官，提高治疗效果。
同时，增材制造技术还可以用于生物打印，即通过添加活细胞等生物材料，使得打印出的物体具有生物功能，例如可移植的人工皮肤和人工器官。
在建筑领域，增材制造技术可以用于建造建筑结构和建筑构件。
传统的建筑施工过程需要大量的人力和时间，而增材制造可以实现自动化施工，提高生产效率和减少劳动力成本。
而且，增材制造可以利用可再生材料，减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
此外，增材制造技术还可以用于制造电子产品和电路板。
传统的电子制造过程需要多道工序和大量人工操作，而增材制造可以实现一次成型，提高制造效率和降低成本。
同时，增材制造还可以实现复杂的电子元件和电路板的制造，促进电子技术的发展。
尽管增材制造技术具有许多优势，但仍然存在一些挑战。
首先，增材制造技术的制造速度相对较慢，不适用于大规模生产。
其次，材料选择有限，特别是对于金属材料和高温材料。
增材制造技术 课程知识点
增材制造技术课程知识点一、增材制造技术概述。
1. 定义。
- 增材制造（Additive Manufacturing，AM），俗称3D打印，是一种基于离散 - 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。
它与传统的减材制造（如切削加工）和等材制造（如铸造、锻造）方法不同，通过材料逐层累加的方式来构建三维实体。
2. 发展历程。
- 早期概念的起源可以追溯到20世纪80年代，美国的Charles Hull发明了立体光刻（Stereolithography，SLA）技术，这是最早的商业化增材制造技术。
- 随后，多种增材制造技术相继发展，如选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）、熔融沉积建模（Fused Deposition Modeling，FDM）等，在不同的材料和应用领域不断拓展。
- 近年来，增材制造技术在航空航天、医疗、汽车等众多行业得到了广泛的应用，技术不断创新，朝着高精度、高性能、多材料复合等方向发展。
3. 增材制造技术的优势。
- 设计自由度高。
- 能够制造传统制造方法难以实现的复杂几何形状的零件。
例如，内部具有复杂流道结构的航空发动机零部件，通过增材制造可以一体成型，无需进行复杂的装配过程。
- 材料利用率高。
- 与传统切削加工相比，增材制造是逐层累加材料，减少了材料的浪费。
特别是对于一些昂贵的材料，如钛合金等，在航空航天领域可以大大降低成本。
- 快速原型制造。
- 可以快速将设计概念转化为实体模型，便于产品的设计验证、功能测试等。
在产品开发的早期阶段，能够快速迭代设计方案，缩短产品开发周期。
4. 增材制造技术的局限性。
- 制造精度相对较低。
- 虽然技术在不断进步，但与传统精密加工相比，目前部分增材制造技术的精度仍然有限。
例如，FDM技术在制造小型、精密零件时，可能会出现层间精度误差，需要进行后处理来提高精度。
- 生产效率较低。
- 对于大规模生产，增材制造的速度相对较慢。
增材制造 方案
增材制造方案增材制造是一种通过逐层堆叠材料来创建物体的制造方法。
它与传统的减材制造相反，后者是通过从块状材料中去除多余的部分来形成物体。
增材制造的一个重要应用领域是三维打印，它已经在许多行业中得到广泛应用。
增材制造的原理是将材料逐层叠加，通过控制每一层的形状和位置来最终形成所需的物体。
这种制造方法具有许多优点。
首先，它可以制造出复杂形状的物体，而传统的制造方法往往无法实现。
其次，它可以减少材料的浪费，因为只有需要的部分才会被使用。
此外，增材制造还可以实现个性化生产，根据不同的需求制造不同的产品。
增材制造有多种不同的技术，包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、喷墨打印等。
这些技术在材料选择、制造速度、成本等方面存在差异，适用于不同的应用场景。
例如，SLM技术适用于金属材料的制造，而喷墨打印技术适用于生物材料的制造。
增材制造在许多行业中有广泛的应用。
在制造业中，它可以用于制造复杂的零部件，如航空发动机中的涡轮叶片。
在医疗领域，它可以用于制造人工关节和牙齿矫正器等医疗器械。
在建筑业中，它可以用于制造建筑模型和装饰品等。
此外，增材制造还可以用于制造食品、服装和艺术品等。
尽管增材制造有很多优点，但它也面临一些挑战。
首先，制造速度相对较慢，特别是当需要制造大尺寸的物体时。
其次，材料选择有限，目前只有少数材料适用于增材制造。
此外，成本较高也是制约增材制造发展的一个因素。
为了克服这些挑战，研究人员正在不断改进增材制造的技术。
他们正在开发新的材料，如高强度金属和生物可降解材料，以扩大增材制造的应用范围。
他们还在改进制造设备，以提高制造速度和降低成本。
此外，他们还在研究如何将增材制造与其他制造方法相结合，以实现更高效的生产。
增材制造是一种创新的制造方法，具有许多优点和应用前景。
随着技术的不断发展，增材制造将在各个行业中发挥更大的作用。
我们可以期待，在不久的将来，增材制造将成为制造业的主流方法之一。
机械工程中的机械设计与制造的增材制造技术
机械工程中的机械设计与制造的增材制造技术在当今的机械工程领域，增材制造技术正以其独特的魅力和强大的创新能力，为机械设计与制造带来前所未有的变革。
增材制造，通俗来讲，就是通过逐层添加材料的方式来构建物体，与传统的减材制造方法截然不同。
这种技术不仅改变了我们制造机械零件和产品的方式，还为机械设计开辟了全新的可能性。
增材制造技术在机械设计中的应用，首先体现在它赋予了设计师更大的自由度。
传统制造工艺往往受到模具、加工工艺等限制，使得一些复杂的几何形状难以实现。
而增材制造技术则几乎没有这些束缚，设计师可以随心所欲地构思和创造各种独特的形状和结构。
比如，在航空航天领域，为了减轻飞行器的重量，设计师可以设计出内部具有复杂镂空结构的零部件，这种结构用传统方法制造几乎是不可能的，但增材制造却能轻松应对。
不仅如此，增材制造技术还能够实现零件的一体化制造。
以往，一些复杂的机械部件可能需要由多个单独制造的零件组装而成，这不仅增加了制造的复杂性和成本，还可能因为装配误差而影响产品的性能和可靠性。
而通过增材制造，这些部件可以作为一个整体被制造出来，减少了装配环节，提高了产品的精度和质量。
在机械制造方面，增材制造技术的优势同样显著。
它大大缩短了产品的开发周期。
传统制造方法需要经历模具设计与制造、零部件加工等多个环节，耗时较长。
而增材制造可以直接根据数字模型进行生产，无需模具，大大加快了从设计到产品的进程。
这对于市场竞争激烈的今天来说，无疑是一个巨大的优势。
增材制造技术还能够显著降低材料的浪费。
传统的减材制造过程中，为了获得最终的零件形状，往往需要去除大量的材料，造成了资源的浪费。
而增材制造是按需添加材料，几乎不会产生多余的废料，符合可持续发展的理念。
在材料选择上，增材制造技术也具有更大的灵活性。
它不仅可以使用传统的金属材料，如钛合金、铝合金等，还能够处理一些特殊的材料，如高温合金、陶瓷等，为制造高性能的机械零件提供了更多的选择。
机械制作的增材制造与减材制造技术结合
机械制作的增材制造与减材制造技术结合随着科技的不断发展，制造业也在不断革新与进步。
其中，增材制造和减材制造作为两种主要的制造技术，正逐渐崭露头角。
本文将探讨机械制作的增材制造与减材制造技术结合的可能性，以及这种结合对于制造业的潜在影响。
一、增材制造技术的概念与应用增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种通过逐层堆积材料实现零件制造的方法。
其与传统的减材制造技术不同，不需要通过去除多余材料来制造零件，而是通过连续层层叠加材料来实现。
增材制造技术具有快速、灵活、高效的特点，已经广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
二、减材制造技术的概念与应用减材制造技术（Subtractive Manufacturing，SM）是一种通过去除原材料多余部分来制造零件的方法。
常见的减材制造技术包括机械切削、车削、铣削等。
减材制造技术在制造业中拥有悠久的历史，广泛应用于汽车、机械等行业。
三、增材制造与减材制造的结合虽然增材制造和减材制造属于两种不同的制造技术，但它们并非完全独立。
实际上，结合增材制造和减材制造技术可以发挥两者的优势，解决一些制造过程中的难题。
例如，可使用增材制造技术制造出复杂形状的零件，然后通过减材制造技术对零件进行精细加工，以达到更高的精度要求。
四、增材制造与减材制造技术结合的潜在影响将增材制造与减材制造技术结合，不仅可以提高制造效率，还可以减少材料浪费。
通过增材制造技术制造出原型，然后再通过减材制造技术进行批量生产，可以避免传统制造过程中的大量材料浪费。
此外，增材制造和减材制造结合的技术可以实现更加个性化的生产，满足不同消费者的需求。
五、机械制作的增材制造与减材制造技术结合的挑战与未来展望尽管增材制造与减材制造技术结合具有许多潜在优势，但实际应用仍然面临一些挑战。
例如，增材制造的速度相对较慢，减材制造技术的加工精度有限等。
然而，随着科技的不断进步，这些挑战有望得到解决。
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目录
1 航空制造业特点 2 航空增材制造分析
1 航空制造业特点
1.0 引言
对于一个国家来说，航空航天工业是制造业最为重要的组成部分 之一，也是科技含量最高的制造领域之一，体现了国防科技工业现代 化水平和国家现代制造业实力，在国防现代化和国民经济发展中有着 举足轻重的作用。
为了对所加工零件有更深入的了解，现对其进行分析。
我国中航工业集团民用飞机转包合作生产中，飞 机座舱前、后侧骨架数控加工后会发生弯曲变形．整 体梁、接头等加工后出现弯曲和扭转变形。
2.1 航空制造业总体特点 6 性能要求较高
6
加工精度 形位精度 重量控制 使用寿命
2.2 铝合金的在飞行器上的应用
近年来，随着航空材料的快速发展，钛合金、铝合金和复合材料成为航 空整体结构件的主要结构材料，且在战斗机等高机动性飞行器中所占比重越 来越大，但是航空铝合金仍然是应用最为广泛的金属材料，尤其是在民用大 飞机中更是如此。在各种民用大飞机系列机型中，铝合金使用量基本在70% 以上，其中，波音747中的铝合金使用量高达到81%，有＂空中巨无霸＂之 称的A380飞机的结构材料中铝合金占66%。其中，铝合金主要用来制作航空 航天产品的受力结构件，如隔框、大梁、翼肋、巧条、起落架等零件。
从外观的角度，为了减轻结 构重量并增强结构性能，在飞行 器构件设计时应进行等强度设计， 其直接结果就是往往需要在结构 上形成各种复杂型腔，其中型腔 靠近外形的槽腔常为直纹曲面， 而且具有复杂的槽腔、筋条、凸 台和减轻孔等特征。
我们在数控加工车间参观了 我国某大型运输机的翼肋成型及 歼击机的机翼构件成型过程。
2)约束面的加工 在一部分筋中，存在约束面需要单独加 工， 1，为了精加工约束面 2，在筋顶面上加工出足够的空间，为 之后筋顶面加工的进刀做准备。
3)筋侧面的加工 往往在铣槽腔内壁面或铣轮廓面时顺带 完成 (只有在开口筋或独立筋中，若筋的强 度不够，筋的侧面才需要单独加工)。
侧拓扑面：
1，指筋的侧面 2，通常由平面、圆柱面或曲面 组成 3，构成槽腔侧面、或轮廓侧面， 其加工受到所处部位的影响
筋底面： 1，筋的底面 2，通常多为平面 3，筋底面在筋的侧面加工中限定了筋侧 面加工的范围
2.3 带筋件的分析 1 加工内容
5
1)顶面的加工 筋特征都需要加工筋顶部分 1，筋特征加工中最主要的部分， 2，飞机结构件筋特征的数控编程中编 程占很大的比例。 3，是筋特征加工中情况最多，工艺最 复杂的部分。
航空制造业总体特点
构件特点
带筋件的分析 自由曲面
1.1 航空制造业总体特点 1 大量采用自由曲面形式
6
从形式的角度，为了到良好的气动性能，结构上大量采用自由曲 面形式，其准确成型难度较大。
我们在钣金车间参观了部分军机的钣金复杂曲面的成型过程
2.1 航空制造业总体特点 2 较多形成各种复杂型腔
6
某型战斗机构件型腔图
2.1 航空制造业总体特点 3 大量采用整体构件
6
随着航空制造工业的快速发展，由 于现代飞机性能要求和设计水平不断提 高，为了进一步提升结构效率，大型航 空整体结构件逐渐替代了传统的螺栓连 接和铆接的飞机组合件，且使用整体制 造水平的普遍提升，使得整体结构件成 为广泛采用的主要承力构件。
相对于传统拼接的结构，它不但可 减少零件数目，降低结构重量，而且接 缝少，密封性好，装配简单，使飞机等 的结构效率和可靠性成倍甚至数十倍地 提高。
从制造的角度，模锻件和预拉伸板材是铝合金整体结构件毛坯材料的 两种主要形式。随着金属板制造水平的提高，平面类整体结构件、板、框、 肋、梁的铝合金零件已普遍采用预拉伸板，在沈飞车间中也大量使用。
预拉伸板材通过在专用板材拉伸机上预先给材料少量的塑性变形，改 变板材内部原有应力分布状态，减小与均匀化内部固有应力状态。航空铝合 金超厚板（>40mm）是一种用量较大，需要采用先进加工技术的新型关键 结构材料。如德国生产的厚280mm，长20mm的铝合金预拉伸板材，由其制 造的整体结构件壁厚为2-3ｍｍ，广泛应用于波音军事运输机C-17和波音777、 737飞机上。
01 课题目的
特征
2.3
约束面：
1，约束面为筋 主拓扑面：
带筋两2，件端约的的束总端面体面通特常点分析12，，指通筋常顶由面平，ຫໍສະໝຸດ 为槽腔的侧壁面， 面、圆柱面或
一般为一些平面 自由曲面组成，
或直纹面
3，筋特征的
3，常常需要单 主要加工区域
独进行加工
拓扑边： 1，指筋边 2，由主拓扑面与侧拓扑面相 交的两条凸边列组成， 3，筋顶面加工刀轨计算的原 始驱动几何元素，也是筋特征 合并的依据）
2.1 航空制造业总体特点
5 加工变形问题严重 6
从加工产品的良品率的角度，飞行器上的结构件 往往由于其设计水平较高而加工变形问题严重，影响 加工效率，而当面临如尺寸大、材料去除率高、刚性 差等特点时，这些问题更更加凸显，当工件从夹具上 取下后，往往产生弯曲、扭曲、弯扭组合等加工变形， 使零件难以达到设计要求。由于不同飞机结构件采用 不同材料毛坯和不同加工方式，它们产生变形的方式 与程度也不尽相同。
2.3 带筋件的总体特点分析
种数丰富：飞机结构件中的筋形状各异， 数量多，常位于槽腔、轮廓之间或槽腔 内部
结构常见：从工艺知识、编程经 验、形状的角度分析飞机结构件 中的筋这类形状零件，可得知， 筋是飞机结构件中最常见的形状 之一。 综合性强： 筋通常起提高结构件 强度的作用，也有部分筋有一些 特殊的功用。其形状是由结构件 本身的设计，以及工艺等诸多因 素决定的。 薄壁结构：由于飞机结构件本身 要求零件在保证强度的情况下尽 可能轻，因而通常情况下筋的宽 度只有3-4mm，属于薄壁结构。
2.1 航空制造业总体特点
4 制造过程中材料去除率大 6
为了降低飞机等飞行器的自身结构重量，增大携 带负载的能力和实现更远的飞行距离，飞行器制造过 程中其航空整体结构件由整块大型毛坯直接“掏空” 加工而成，其通常去除量能达到70%，加工周期长。
美国的F-22飞机中尺寸最大的Ti6Al4V钛合金整体加 强框，所需毛坯模锻件重达 2796千克， 而实际成形零 件重量不足144千克， 材料的利用率不到4. 90%。