增材制造技术应用70页PPT
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增材制造技术分析ppt
05
增材制造技术在各领域的应用案例分 析
汽车制造业
减重设计
01
通过增材制造技术，汽车制造商可以更加灵活地设计出更加流
线型的车身，减少风阻和重量，从而提高燃油效率。
原型制作
02
增材制造技术可以快速地制作出汽车原型，方便制造商进行测
试和修改，减少开发时间和成本。
定制化零件
03
利用增材制造技术，汽车制造商可以生产出更加定制化的零件
定向能量沉积技术
通过高能束流（激光、电子束或离子束）将金属、非金属、 陶瓷等粉末或丝材熔化并沉积到基体上
定向能量沉积技术适用于大型复杂结构件、高性能功能件、 个性化定制件等制造
材料喷射技术
基于喷墨打印机原理，将金属、塑料等粉末材料以液滴形 式喷射到基体表面形成层，通过多层叠加实现零件制造
材料喷射技术适用于低成本、快速制造个性化或小批量零 件
02
技术创新不断涌现
增材制造技术的不断创新和发展，将带来更多的商业机会和发展空间
。
03
跨界融合与合作
增材制造技术将与互联网、人工智能、大数据等前沿技术融合，推动
制造业的转型升级。
技术发展方向预测
高精度打印能力提升
通过更精细的打印头、更精确的控制系统等技术的研发和应用 ，增材制造技术的打印精度将得到进一步提升。
03
增材制造材料及性能
金属材料
钛及钛合金
具有高强度、低密度和良好的 耐腐蚀性能，在航空航天、医
疗等领域得到广泛应用。
铝合金
具有良好的可加工性和相对较低 的成本，在汽车、航空航天等领 域应用广泛。
钢铁
强度高、成本低，主要用于结构件 制造。
非金属材料
增材制造技术实训 PPT课件项目1 基本建模技术
拔
拔
模
模
曲
枢
面
轴
z
▪ （5）【壳】特征 ：抽壳特征是对实体中间抽出材料形成具有一定壁厚的零件 的成形方法。点击【壳】特征后，打开壳特征操控面板如图所示。
z
▪ （6）【轨迹筋】特征 ：轨迹筋特征是对薄壁实体添加具有一定轨迹的壁厚的 支撑以增强薄壁零件强度的方法。点击【轨迹筋】特征后，打开轨迹筋的操控 面板如图所示。
z
2. 工程特征
▪ （1）【孔】特征 ：孔特征是在基本实体上创建各种孔的特征操作。点击【孔】 特征后，打开孔操控面板如图1.26所示。
简 单 孔
矩标草 定 形准绘 义 直孔孔 孔 孔轮轮 径
定 义 深 度
廓廓
轻 量 化 开 关
标 准 孔
增 加 螺 纹
标准 钻孔间隙 孔
螺 纹 钻 孔
螺 纹 规 格
钻 孔 深 度
鼠标点选的位置的图元段被保留。 ▪ （6）【旋转调整大小】 ：选择该图标后，对选中的图元通过弹出的操控面板
进行旋转角度与缩放大小的调整。
z
3.常见约束
▪ （1）【竖直】约束 ：选择竖直约束图标后，单击图线后，图线以起点为基准变为竖直方向，并在直线旁增加竖直约束符 号。
▪ （2）【水平】约束 ：选择水平约束图标后，单击图线后，图线以起点为基准变为水平方向，并在直线旁增加竖直约束符 号。
参
宽
数
度
定
方
义
向
添 底顶 加 部部 拔 圆圆 模 角角
z
▪ （7）【轮廓筋】特征 ：轮廓筋特征是对受力实体轮廓外添加具有一定壁厚的 支撑筋以增强零件强度的方法。点击【轮廓筋】特征后，打开轮廓筋的操控面 板如图。
增材制造技术最新版精品课件第五章 增材制造技术-PPT
（2）激光功率 ①由于激光具有方向性，热量沿激光方向传播，当激光功率增大，在宽度方 向上会将更多的粉末烧结在一起。因此，尺寸误差沿正方向增大，厚度方向 的尺寸误差增大趋势要比长宽方向大。
②在激光功率增大时，烧结件强度也会随着增大。当激光功率比较低时，粉 末颗粒只是边缘熔化而黏结在一起，颗粒之间存在大量间隙，使得强度不会 很高；但是激光功率过大会加剧因热收缩而导致的制件翘曲变形。
平面，相邻两道扫描线的合理搭接是必不可少的。一般来说，搭接率高的层 面质量优于搭接率低的层面质量。随着搭接率的增加，能量密度增加，表面 粗糙度值增大，表面质量下降。
5.1 增材制造材料的工艺参数
（2）扫描路径 扫描路径是指零件每层内部的填充方式。扫描路径将影响层面质量。采
用先扫描零件的长边的方式，前几条线形成的层面质量较好，但随着扫描的 进行，由于真空中散热条件较差，热量累积严重，因此导致熔池过热沸腾， 金属小液滴飞溅而出，冷却后形成小球落在未扫描的粉层上，从而影响了层 面的表面质量。在电子束扫描过程中，如果先扫描短边会使热量的积累更加 严重，层面的后半部分由于金属小球的“污染”，因此质量更差。
5.1 增材制造材料的工艺参数
（2）铺放压力 即压辊加载于预浸丝上的压力，可以将单位宽度的预浸丝所受压力载荷
大小作为铺放压力。铺放压力选择太小会导致树脂面积变化率太小，树脂扩 散不充分，此时预浸丝与基底的粘结性不足、贴合状态不佳；而选择铺放压 力过大会导致预浸丝横向变形程度加大。
（3）铺放速率 直接决定载荷作用时间，铺放速率过大将导致载荷作用时间过短，树脂扩
5.2 增材制造零件的微观结构特性
（3）纹理的变化条件 纹理的变化可通过改变增长条件来实现，例如改变层与层之间扫描图
案的旋转方式。研究人员通过改变扫描速度和激光功率，使平面上蜂窝状 结晶和混合凝固模式之间产生变化，形成了图5-4所示的结构，这种结构 肉眼是不可见的，一般可通过晶体取向的电子反向散射衍射（EBSD）成像 得到。如图5-5所示为通过调节工艺参数对局部纹理的控制图。
②在激光功率增大时，烧结件强度也会随着增大。当激光功率比较低时，粉 末颗粒只是边缘熔化而黏结在一起，颗粒之间存在大量间隙，使得强度不会 很高；但是激光功率过大会加剧因热收缩而导致的制件翘曲变形。
平面，相邻两道扫描线的合理搭接是必不可少的。一般来说，搭接率高的层 面质量优于搭接率低的层面质量。随着搭接率的增加，能量密度增加，表面 粗糙度值增大，表面质量下降。
5.1 增材制造材料的工艺参数
（2）扫描路径 扫描路径是指零件每层内部的填充方式。扫描路径将影响层面质量。采
用先扫描零件的长边的方式，前几条线形成的层面质量较好，但随着扫描的 进行，由于真空中散热条件较差，热量累积严重，因此导致熔池过热沸腾， 金属小液滴飞溅而出，冷却后形成小球落在未扫描的粉层上，从而影响了层 面的表面质量。在电子束扫描过程中，如果先扫描短边会使热量的积累更加 严重，层面的后半部分由于金属小球的“污染”，因此质量更差。
5.1 增材制造材料的工艺参数
（2）铺放压力 即压辊加载于预浸丝上的压力，可以将单位宽度的预浸丝所受压力载荷
大小作为铺放压力。铺放压力选择太小会导致树脂面积变化率太小，树脂扩 散不充分，此时预浸丝与基底的粘结性不足、贴合状态不佳；而选择铺放压 力过大会导致预浸丝横向变形程度加大。
（3）铺放速率 直接决定载荷作用时间，铺放速率过大将导致载荷作用时间过短，树脂扩
5.2 增材制造零件的微观结构特性
（3）纹理的变化条件 纹理的变化可通过改变增长条件来实现，例如改变层与层之间扫描图
案的旋转方式。研究人员通过改变扫描速度和激光功率，使平面上蜂窝状 结晶和混合凝固模式之间产生变化，形成了图5-4所示的结构，这种结构 肉眼是不可见的，一般可通过晶体取向的电子反向散射衍射（EBSD）成像 得到。如图5-5所示为通过调节工艺参数对局部纹理的控制图。
《增材制造》课件—07增材制造的主要应用领域
第一节 增材制造在航空工业中的应用
如图7-5所示，由空客公司提出 的利用增材制造技术来打造概 念飞机。据悉，要想利用3D打 印飞机，需要一台大小如同飞 机库房一样的3D打印机方可完 成，至少这台3D打印机约为 80m×80m的规格才可以实现打 印要求。
图7-5 3D打印概念飞机
图7-6 3D打印的导弹模型
德国Fraunhofer研究所于1995年提出
SLM技术，2002年该研究所在SLM技术取得
实质性的突破。国际各大航空航天企业将
可制备精密复杂金属构件的SLM列为首要
发展技术之一。NASA，波音公司，GE公司
等均大量发展运用增材制造技术。
图7-1 采用SLM技术制造的发动机喷油嘴
第一节 增材制造在航空工业中的应用
（a）虚拟电子钻和截骨平面 （b）截骨后的模拟图 图7-11 打印技术构建三维立体模型拟定手术方案
第三节 增材制造在生物医学中的应用
❖7.3.2 定制植入物和假体
（1）器官3D打印
图7-12 3D打印的仿生耳 利用3D打印技术制造生物器官，只要将支架材料、细胞、细胞所需营养、药 物等重要的化学成分在合理的位置和时间同时传递，就可形成生物器官。 国外的很多研究团队也进行了相关的实验和研究。已有研究团队采用生物细 胞结构和纳米电子元素，以水凝胶作为基质，根据人耳的解剖形状，利用3D打印 技术制作出了仿生耳，能实现听觉，甚至能听立体声音乐，例如图7-12所示，为 3D打印的仿生耳。为了制造复杂的器官，必须保证器官的正常供血，这就需要一 个三维树状的血管网络。
在新车开发过程中，通常通过制作小比例模型，用来模拟汽车造型的实际 效果，供设计人员和决策者评审与确定。通常模型比例为1：4或1：5，经审定 后再制作1：1的大模型，继而进行各项试验测试。在1：1模型的基础上，可以 用增材制造技术制作和安装车灯、座椅、方向盘和轮胎等汽车零部件。
智能制造增材制造技术ppt课件
2、德国Frauhofer 研究所 2002 年该研究所在激光选区熔化技术方面取得巨大成功，
可一次性地直接制造出完全致密性的零件。利用高亮度激光直 接熔化金属粉末材料，无需粘结剂，由 3D 模型直接成形出与 锻件性能相当的任意复杂结构零件，其零件仅需表面光整即可 使用。
技术原理图
四、国外发展现状
3、美国AeroMet公司 该公司以激光、等离子束和电弧等能束增材制造再制造技术
塑料
光固 树脂、骨骼、 化 芯片
国家认可 国家技术发 明奖一等奖 国家技术发 明奖二等奖 C919应用
院士
国内增材制造主要研究机构
三、国内发展现状
1、北航王华明团队 该团队从事高性能金属材料快速凝固激光制备与大型金属构
件激光直接制造技术等方面的研究，以激光为热源，以钛合金粉 末为填充材料，增材制造出航空结构件，其成果在C919上取得了 良好的应用。
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 。
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
可一次性地直接制造出完全致密性的零件。利用高亮度激光直 接熔化金属粉末材料，无需粘结剂，由 3D 模型直接成形出与 锻件性能相当的任意复杂结构零件，其零件仅需表面光整即可 使用。
技术原理图
四、国外发展现状
3、美国AeroMet公司 该公司以激光、等离子束和电弧等能束增材制造再制造技术
塑料
光固 树脂、骨骼、 化 芯片
国家认可 国家技术发 明奖一等奖 国家技术发 明奖二等奖 C919应用
院士
国内增材制造主要研究机构
三、国内发展现状
1、北航王华明团队 该团队从事高性能金属材料快速凝固激光制备与大型金属构
件激光直接制造技术等方面的研究，以激光为热源，以钛合金粉 末为填充材料，增材制造出航空结构件，其成果在C919上取得了 良好的应用。
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 。
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
增材制造PPT课件
增材制造的分类
根据使用的材料类型，增材制造技术可分为金属 增材制造和非金属增材制造。金属增材制造包括 激光熔化、电子束熔化、粉末烧结等，非金属增 材制造包括立体光刻、喷墨打印等。
根据使用的工艺类型，增材制造技术可分为粉末 烧结、光固化、熔融沉积等。粉末烧结是最常用 的金属增材制造技术之一，而光固化则是最常用 的非金属增材制造技术之一。
知识产权问题
增材制造技术可能涉及到知识产权问题， 需要加强知识产权保护。
技术难度
增材制造技术的操作和维护需要专业知识 和技能，对人员要求较高。
质量控制难度
增材制造技术的质量控制难度较大，需要 加强质量控制。
增材制造的未来发展趋势
新材料应用
随着新材料的不断涌现， 增材制造技术的应用范围 将不断扩大。
制造技术的发展和应用。
THANKS
感谢观看
03 增材制造技术面临的挑战
增材制造技术还面临着一些挑战，如设备成本高 、材料选择有限、制造精度和稳定性有待提高等 。
展望
01
技术发展与趋势
随着技术的不断发展，增材制造技术将更加成熟和高效，制造精度和稳
定性也将得到进一步提高。同时，增材制造技术的材料选择范围也将更
加广泛，可以满足更多应用场景的需求。
案例四
总结词
直观性、降低成本
详细描述
某大学采用增材制造技术生产教学用具，可以更加直观地展示教学内容，同时相 较于传统的采购方式，降低了成本。
06
总结与展望
总结
01 增材制造技术的现状
增材制造技术目前已经广泛应用于航空航天、医 疗、建筑等领域，取得了显著的成果。
02 增材制造技术的优势
增材制造技术具有制造复杂形状的能力，提高了 制造效率，降低了制造成本，同时也为创新设计 提供了更多的可能性。
《增材制造技术》课件
弹性体
具有较好的弹性和耐磨性，常用于 制造橡胶制品、密封件和减震元件 等。
陶瓷材料
氧化铝
具有高硬度、良好的耐腐蚀性和 绝缘性能，常用于制造陶瓷制品
、耐火材料和电子元件等。
氮化硅
具有高硬度、良好的耐热性和化 学稳定性，常用于制造高温陶瓷
制品和耐磨元件等。
碳化硅
具有高硬度、良好的导热性和化 学稳定性，常用于制造高温陶瓷
设备成本
增材制造设备成本较高，对于小型企业和初创企业来说是一大挑战 。
成本挑战
材料成本
增材制造使用的特殊材料成本较高，增加了 制造成本。
运营成本
增材制造设备的维护、校准和操作需要专业 人员，增加了运营成本。
时间成本
增材制造的制造周期较长，增加了时间成本 。
市场前景
航空航天领域
增材制造技术在航空航天领域 的应用前景广阔，可制造出轻
《增材制造技术》 ppt课件
REPORTING
• 增材制造技术概述 • 增材制造技术原理 • 增材制造材料 • 增材制造的应用实例 • 增材制造技术的挑战与前景 • 增材制造技术发展趋势与展望
目录
PART 01
增材制造技术概述
REPORTING
定义与特点
定义
增材制造技术是一种通过逐层堆积材料来构 建物体的制造方法。
应用领域
航空航天
用于制造复杂零部件，减轻重量，提 高性能。
医疗领域
用于定制化假肢、医疗器械等。
汽车工业
用于快速原型制作和轻量化设计。
教育领域
用于创新教学和实验，帮助学生理解 复杂结构。
PART 02
增材制造技术原理
REPORTING
粉末床熔融
具有较好的弹性和耐磨性，常用于 制造橡胶制品、密封件和减震元件 等。
陶瓷材料
氧化铝
具有高硬度、良好的耐腐蚀性和 绝缘性能，常用于制造陶瓷制品
、耐火材料和电子元件等。
氮化硅
具有高硬度、良好的耐热性和化 学稳定性，常用于制造高温陶瓷
制品和耐磨元件等。
碳化硅
具有高硬度、良好的导热性和化 学稳定性，常用于制造高温陶瓷
设备成本
增材制造设备成本较高，对于小型企业和初创企业来说是一大挑战 。
成本挑战
材料成本
增材制造使用的特殊材料成本较高，增加了 制造成本。
运营成本
增材制造设备的维护、校准和操作需要专业 人员，增加了运营成本。
时间成本
增材制造的制造周期较长，增加了时间成本 。
市场前景
航空航天领域
增材制造技术在航空航天领域 的应用前景广阔，可制造出轻
《增材制造技术》 ppt课件
REPORTING
• 增材制造技术概述 • 增材制造技术原理 • 增材制造材料 • 增材制造的应用实例 • 增材制造技术的挑战与前景 • 增材制造技术发展趋势与展望
目录
PART 01
增材制造技术概述
REPORTING
定义与特点
定义
增材制造技术是一种通过逐层堆积材料来构 建物体的制造方法。
应用领域
航空航天
用于制造复杂零部件，减轻重量，提 高性能。
医疗领域
用于定制化假肢、医疗器械等。
汽车工业
用于快速原型制作和轻量化设计。
教育领域
用于创新教学和实验，帮助学生理解 复杂结构。
PART 02
增材制造技术原理
REPORTING
粉末床熔融
增材制造简介PPT课件
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。
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。
增材制造的原理与方法
3D打印发展与现状
一、概述
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）
二、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）。
三、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。
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。
增材制造的原理与方法
3D打印发展与现状
一、概述
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）
二、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）。
三、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。
增材制造技术概要ppt
分类
根据使用的材料和工艺的不同，增材制造技术可以分为塑料 制品、金属制品、陶瓷制品等不同类型。
发展历程
1 2
1980年代初期
出现了第一台商业化的增材制造设备，主要造技术开始应用于金属制品的制造，并 逐渐发展出多种不同的工艺和技术。
3
2000年代至今
增材制造技术得到了广泛的应用，包括航空航 天、医疗、汽车等领域。
生物医学领域的应用
定制化医疗器械
通过增材制造技术，医生可以根据患者的情况定制医疗器械，提高治疗效果和舒适度。
药物载体
增材制造技术可以制造出具有特定形状和释放速率的的药物载体，从而更好地控制药物释 放。
组织工程
通过增材制造技术，生物学家可以制造出具有特定结构和功能的组织，从而为器官移植和 修复提供更好的解决方案。
技术创新与发展趋势
金属增材制造技术
金属增材制造技术是近年来发展最快的增材制造技术之 一，其发展趋势包括提高加工效率、降低成本、拓展应 用领域等。
生物增材制造技术
生物增材制造技术可用于生产定制化的生物材料和医疗 器械，发展趋势包括提高生物相容性和功能性、降低生 产成本等。
高分子增材制造技术
高分子增材制造技术可用于生产各种高分子材料和复合 材料，发展趋势包括提高材料性能和加工效率、拓展应 用领域等。
03
增材制造技术的实际应用
航空航天领域的应用
飞机零部件的快速定制
01
通过增材制造技术，航空公司可以根据需要快速定制飞机零
部件，提高维修和更换效率。
轻量化设计
02
增材制造技术使得零部件可以更加轻量化设计，从而提高飞
机的燃油效率和性能。
复杂结构制造
03
增材制造技术可以制造出传统制造无法完成的复杂结构，从
根据使用的材料和工艺的不同，增材制造技术可以分为塑料 制品、金属制品、陶瓷制品等不同类型。
发展历程
1 2
1980年代初期
出现了第一台商业化的增材制造设备，主要造技术开始应用于金属制品的制造，并 逐渐发展出多种不同的工艺和技术。
3
2000年代至今
增材制造技术得到了广泛的应用，包括航空航 天、医疗、汽车等领域。
生物医学领域的应用
定制化医疗器械
通过增材制造技术，医生可以根据患者的情况定制医疗器械，提高治疗效果和舒适度。
药物载体
增材制造技术可以制造出具有特定形状和释放速率的的药物载体，从而更好地控制药物释 放。
组织工程
通过增材制造技术，生物学家可以制造出具有特定结构和功能的组织，从而为器官移植和 修复提供更好的解决方案。
技术创新与发展趋势
金属增材制造技术
金属增材制造技术是近年来发展最快的增材制造技术之 一，其发展趋势包括提高加工效率、降低成本、拓展应 用领域等。
生物增材制造技术
生物增材制造技术可用于生产定制化的生物材料和医疗 器械，发展趋势包括提高生物相容性和功能性、降低生 产成本等。
高分子增材制造技术
高分子增材制造技术可用于生产各种高分子材料和复合 材料，发展趋势包括提高材料性能和加工效率、拓展应 用领域等。
03
增材制造技术的实际应用
航空航天领域的应用
飞机零部件的快速定制
01
通过增材制造技术，航空公司可以根据需要快速定制飞机零
部件，提高维修和更换效率。
轻量化设计
02
增材制造技术使得零部件可以更加轻量化设计，从而提高飞
机的燃油效率和性能。
复杂结构制造
03
增材制造技术可以制造出传统制造无法完成的复杂结构，从
激光增材制造及其工业应用PPT课件
腹鳍接头等四种飞机钛合金次承力 结构件在三种飞机上的
装机应用，并制造出了迄今 世界尺寸最大的飞机钛合金大
型结构件激光快速成 形工程化成套设备2013年其团队成功 成形出歼－31战机“眼镜式”钛合金主承力构件加强框， 标志着 我国高性能钛合金增材制造技术进入世界的领先地
位。
Ｆ－ 18E/F翼根吊环
钛合金主承力构件加强框
缺点
（1）成形件内部存在气孔，气孔形貌呈规则球形或类球形，分布具有随机性; （2）成形件内部存在熔合不良和开裂 ，熔合不良缺陷形貌不规则，多分布在熔覆层间或道间。
8
技术应用
激光增材制造高性能钛合金 在航空航天领域的研究进展
高性能钛合金增材制造技术在航空航天领域的 应用最早始
于美国 AeroMet公司，它是世界上第一 家掌握钛合金结构 件激光增材制造并成功实现装机 应用的企业。 AeroMet公 司在美国军方的资助下， 同波音、洛克希德马丁公司等军
航空发动机单叶轮零部件 航空发动机多层复合整体叶轮
9
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
成形的加工方法。 但传统的加工方法往往工序多、工模具成本高、
从设计到零件制造周期 长，且对具有复杂内腔结构的零件往往无
传
能为力，难以满足新产品的快速 响应制造需求。20世纪90年代以
统
来， 随着激光技术、计算机技术、CAD/ CAM 技术以及机械工程
铸
技术的发 展，金属零件激光增材制造技术在激光熔覆技术和快速
装机应用，并制造出了迄今 世界尺寸最大的飞机钛合金大
型结构件激光快速成 形工程化成套设备2013年其团队成功 成形出歼－31战机“眼镜式”钛合金主承力构件加强框， 标志着 我国高性能钛合金增材制造技术进入世界的领先地
位。
Ｆ－ 18E/F翼根吊环
钛合金主承力构件加强框
缺点
（1）成形件内部存在气孔，气孔形貌呈规则球形或类球形，分布具有随机性; （2）成形件内部存在熔合不良和开裂 ，熔合不良缺陷形貌不规则，多分布在熔覆层间或道间。
8
技术应用
激光增材制造高性能钛合金 在航空航天领域的研究进展
高性能钛合金增材制造技术在航空航天领域的 应用最早始
于美国 AeroMet公司，它是世界上第一 家掌握钛合金结构 件激光增材制造并成功实现装机 应用的企业。 AeroMet公 司在美国军方的资助下， 同波音、洛克希德马丁公司等军
航空发动机单叶轮零部件 航空发动机多层复合整体叶轮
9
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
成形的加工方法。 但传统的加工方法往往工序多、工模具成本高、
从设计到零件制造周期 长，且对具有复杂内腔结构的零件往往无
传
能为力，难以满足新产品的快速 响应制造需求。20世纪90年代以
统
来， 随着激光技术、计算机技术、CAD/ CAM 技术以及机械工程
铸
技术的发 展，金属零件激光增材制造技术在激光熔覆技术和快速
增材制造技术课件
? 分层厚度：0.1mm-0.5mm ? 市场范围：市场80%的3D打
印机属于民用消费级。 ? 售价：3000-20000RMB ? 消费人群：设计爱好者、小
企业、学校
民用消费级采用的工艺主要为熔积成型FDM。
现代CAD/CAM 技术
CAD技术设计要打印的 各种物品的3D数字模 型。
计算机数控技术软件或系统 把3D数字模型切片。并根据每片的形状， 分解成一条条的打印指令传给伺服电机和 喷头，并保证各个伺服电机精确确配合。
2万台） ? Objet公司（世界最大的商用3D打印机） ? 3D systems 公司 ? EOS 、 Arcam AB 、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。
这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达 130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机 翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应 用。
? 分层厚度：0.1mm-0.5mm ? 市场范围：市场20%的3D打
印机属于商用级。
? 售价：100万-400万 RMB
? 消费人群：大中型生产制造 企业研发设计部门
打印出来的物品，一般不出售，只作外观设计、 模型研发用，缩短研发周期。
生物工程级3D打印机
? 打印材料：钛合金、特殊与活 体能相容的材料。
? 经济学人 “第三次工业革命”。南方周 末 “野蛮神器”要革制造业的命。
? 工信部副部长苏波表示将推动3D打印产业 化；科技部表示在制定3D打印的战略规划。
3D打印概念
印机属于民用消费级。 ? 售价：3000-20000RMB ? 消费人群：设计爱好者、小
企业、学校
民用消费级采用的工艺主要为熔积成型FDM。
现代CAD/CAM 技术
CAD技术设计要打印的 各种物品的3D数字模 型。
计算机数控技术软件或系统 把3D数字模型切片。并根据每片的形状， 分解成一条条的打印指令传给伺服电机和 喷头，并保证各个伺服电机精确确配合。
2万台） ? Objet公司（世界最大的商用3D打印机） ? 3D systems 公司 ? EOS 、 Arcam AB 、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。
这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达 130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机 翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应 用。
? 分层厚度：0.1mm-0.5mm ? 市场范围：市场20%的3D打
印机属于商用级。
? 售价：100万-400万 RMB
? 消费人群：大中型生产制造 企业研发设计部门
打印出来的物品，一般不出售，只作外观设计、 模型研发用，缩短研发周期。
生物工程级3D打印机
? 打印材料：钛合金、特殊与活 体能相容的材料。
? 经济学人 “第三次工业革命”。南方周 末 “野蛮神器”要革制造业的命。
? 工信部副部长苏波表示将推动3D打印产业 化；科技部表示在制定3D打印的战略规划。
3D打印概念
增材制造简介PPT课件
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。
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
。
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
一优层点的：激光扫描固化。
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。
1. 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
主要内容
1、增材制造的概述 2、增材制造的原理与方法 3、3D打印发展与现状 4、4D打印技术
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。
增材制造技术ppt课件
3D打印机，都是“分层制造，逐层叠加”。
3D打印的工艺
1.熔积成型 FDM(Fused Deposition Modeling)
石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝
2. 选择性激光烧结。SLS（Selective Laser Sintering）尼龙、腊、ABS、 金属和陶瓷粉末。
3.立体光固化成型法SLA(Stereo Lithography Appearance)液态光敏材
PBS塑料 树脂
高强钢 钴铬合金
木材
陶瓷 尼龙
铝 镍铝合金
细胞
不锈钢 玻璃 钛
青铜合金 黄金
纸 生物墨水
钛合金 ABS塑胶
钨
3D打印能制造的物品，常常令人惊叹！，但这些 打印件没有生产标准，没有质量检测，没有安全 认证，属于“三无”产品。大部分外观、质量、 性能都赶不上常规生产方法制造出的物品。
3D打印市场情况
但美国激光快速成型全都集中在小体积高价 值的零件，还包括表面修复，表面涂层。
1.激光一走，温度迅速下降，容易出缺陷，做不了 大零件。
2.由于力学性能差，激光成型再去热等静压，性能 不如锻件，激光成型再去锻造，还是不如锻件。
3.缺乏大型装备。
美国人没办法提出了“损伤容限”的概念。 在大尺寸复杂钛合金整体结构件在F18上做试验失败3 年后，Aeromet公司倒闭。
• Stratasys 公司 （占世界3D打印机销量的一半，2011 年为2万台）
• Objet公司（世界最大的商用3D打印机） • 3D systems 公司 • EOS 、 Arcam AB、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。
这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达 130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机 翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应 用。
3D打印的工艺
1.熔积成型 FDM(Fused Deposition Modeling)
石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝
2. 选择性激光烧结。SLS（Selective Laser Sintering）尼龙、腊、ABS、 金属和陶瓷粉末。
3.立体光固化成型法SLA(Stereo Lithography Appearance)液态光敏材
PBS塑料 树脂
高强钢 钴铬合金
木材
陶瓷 尼龙
铝 镍铝合金
细胞
不锈钢 玻璃 钛
青铜合金 黄金
纸 生物墨水
钛合金 ABS塑胶
钨
3D打印能制造的物品，常常令人惊叹！，但这些 打印件没有生产标准，没有质量检测，没有安全 认证，属于“三无”产品。大部分外观、质量、 性能都赶不上常规生产方法制造出的物品。
3D打印市场情况
但美国激光快速成型全都集中在小体积高价 值的零件，还包括表面修复，表面涂层。
1.激光一走，温度迅速下降，容易出缺陷，做不了 大零件。
2.由于力学性能差，激光成型再去热等静压，性能 不如锻件，激光成型再去锻造，还是不如锻件。
3.缺乏大型装备。
美国人没办法提出了“损伤容限”的概念。 在大尺寸复杂钛合金整体结构件在F18上做试验失败3 年后，Aeromet公司倒闭。
• Stratasys 公司 （占世界3D打印机销量的一半，2011 年为2万台）
• Objet公司（世界最大的商用3D打印机） • 3D systems 公司 • EOS 、 Arcam AB、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。
这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达 130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机 翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应 用。
增材制造行业：3D打印与增材制造技术培训ppt工作坊
空客公司
采用增材制造技术制造飞机模型和零部件，如机翼和机身，实现轻量化设计。
汽车制造领域应用案例
宝马公司
利用3D打印技术生产汽车零部件，如 刹车盘和发动机零件，降低生产成本 和提高生产效率。
福特公司
采用增材制造技术制造汽车零部件， 如座椅框架和车身覆盖件，实现个性 化定制和轻量化设计。
医疗领域应用案例
增材制造行业的挑战与机遇
挑战
技术研发成本高、市场接受度有限、知识产权保护等。
机遇
政策支持、市场需求增长、跨界合作等。
06 互动环节与问答 环节
观众提问环节
观众提问
增材制造技术在哪些领域有广泛应用？
观众提问
如何提高3D打印材料的性能？
观众提问
增材制造技术的发展趋势是什么？
专家解答环节
专家解答
增材制造技术在航空航天、医疗 、汽车等领域有广泛应用，能够 提高产品性能、缩短研发周期、
3D打印分类
根据使用的材料和技术，3D打印可分 为多种类型，如塑料3D打印、金属3D 打印、陶瓷3D打印等。
3D打印材料的选择与特性
材料选择
根据打印需求和目标，选择合适的3D打印材料。常见的3D打印材料包括塑料 、树脂、金属粉末、陶瓷等。
材料特性
每种材料具有不同的物理和化学特性，如硬度、耐热性、重量等。了解材料的 特性有助于更好地选择和应用。
增材制造技术基础
增材制造原理
增材制造的优势与局限性
介绍增材制造的基本原理，包括从数 字模型到物理实体的转换过程。
分析增材制造技术的优点和限制，以 及在特定行业中的应用前景。
增材制造材料
介绍常用的增材制造材料种类、特性 及应用领域。
增材制造工艺流程
采用增材制造技术制造飞机模型和零部件，如机翼和机身，实现轻量化设计。
汽车制造领域应用案例
宝马公司
利用3D打印技术生产汽车零部件，如 刹车盘和发动机零件，降低生产成本 和提高生产效率。
福特公司
采用增材制造技术制造汽车零部件， 如座椅框架和车身覆盖件，实现个性 化定制和轻量化设计。
医疗领域应用案例
增材制造行业的挑战与机遇
挑战
技术研发成本高、市场接受度有限、知识产权保护等。
机遇
政策支持、市场需求增长、跨界合作等。
06 互动环节与问答 环节
观众提问环节
观众提问
增材制造技术在哪些领域有广泛应用？
观众提问
如何提高3D打印材料的性能？
观众提问
增材制造技术的发展趋势是什么？
专家解答环节
专家解答
增材制造技术在航空航天、医疗 、汽车等领域有广泛应用，能够 提高产品性能、缩短研发周期、
3D打印分类
根据使用的材料和技术，3D打印可分 为多种类型，如塑料3D打印、金属3D 打印、陶瓷3D打印等。
3D打印材料的选择与特性
材料选择
根据打印需求和目标，选择合适的3D打印材料。常见的3D打印材料包括塑料 、树脂、金属粉末、陶瓷等。
材料特性
每种材料具有不同的物理和化学特性，如硬度、耐热性、重量等。了解材料的 特性有助于更好地选择和应用。
增材制造技术基础
增材制造原理
增材制造的优势与局限性
介绍增材制造的基本原理，包括从数 字模型到物理实体的转换过程。
分析增材制造技术的优点和限制，以 及在特定行业中的应用前景。
增材制造材料
介绍常用的增材制造材料种类、特性 及应用领域。
增材制造工艺流程
3.1增材制造技术概述(精)PPT课件
.
22
应用案例
歼-15与歼-31飞机
.
23
结束
.
24
发展目标是实现增材层厚和增材单元尺寸减小10～100倍，从现有
的0.1mm级向0.01～0.001mm发展，制造精度达到微纳米级。
.
12
2．设备的再涂层技术
由于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， 因此，增材制造的自动化涂层是材料累加的必要工序之一。
目前，分层厚度向0.01mm发展，而如何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。
.
6
例如：激光增材制造：通过计算机控制，以高功率或高亮度激光为热源， 用激光熔化金属合金粉末或丝材，并跟随激光有规则地在金属材料
上游走，逐层堆积直接“生长”，直接制造出任意复杂形状的零件， 其实质就是CAD软件驱动下的激光三维熔覆过程，其典型过程如图:
.
7
图 金属零件激光增材制造典型过程
.
8
电弧增材制造：
现阶段增材制造主要是制造单一材料的零件，如单一高分子材料 和单一金属材料，目前正在向单一陶瓷材料发展。随着零件性能 要求的提高，复合材料或梯度材料零件成为迫切需要发展的产品。
如：人工关节未来需要Ti合金和CoCrMo合金的复合，既要保证人 工关节具有良好的耐磨界面(CoCrMo合金保证)，又要与骨组织有 良好的生物相容界面(Ti合金)，这就需要制造的人工关节具有复 合材料结构。由于增材制造具有微量单元的堆积过程，每个堆积 单元可通过不断变化材料实现一个零件中不同材料的复合，实现 控形和控性的制造。
.
10
3.1.2 关键技术
增材制造技术的成熟度还远不能同传统的金属切削、铸造、锻造、焊 接、粉末冶金等制造技术相比，还有涉及到从科学基础、工程化应用 到产业化生产的质量，诸如激光成型专用合金体系、零件的组织与性 能控制、应力变形控制、缺陷的检测与控制、先进装备的研发等大量 研究工作。
增材制造技术ppt课件
+0.1mm)
材料利用率高
适宜制造形状复杂、精度高的
树材脂料零：件液态光敏材料
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
增材制造技术
（3D打印）
机械A1312 陈超超
1302010202
.
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
详细见课 本P105
.
谢谢大家
.
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
可以制造复杂多样的产品 产品的多样化不增加生产成本 生产周期短（最大的优点） 零技能制造 节约材料 精确地实体复制
.
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
.
选区激光烧结法（SLS）
优点：
缺点：
材料的多样性 过程易操作 材料利用率高
原型制作易变形 后处理复杂 需要预热、冷却
无需支撑结构 模具的强度高
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
材料利用率高
适宜制造形状复杂、精度高的
树材脂料零：件液态光敏材料
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
增材制造技术
（3D打印）
机械A1312 陈超超
1302010202
.
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
详细见课 本P105
.
谢谢大家
.
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
可以制造复杂多样的产品 产品的多样化不增加生产成本 生产周期短（最大的优点） 零技能制造 节约材料 精确地实体复制
.
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
.
选区激光烧结法（SLS）
优点：
缺点：
材料的多样性 过程易操作 材料利用率高
原型制作易变形 后处理复杂 需要预热、冷却
无需支撑结构 模具的强度高
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
增材制造技术ppt课件
• Stratasys 公司 （占世界3D打印机销量的一半，2011 年为2万台）
• Objet公司（世界最大的商用3D打印机） • 3D systems 公司 • EOS 、 Arcam AB、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。
这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达 130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机 翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应 用。
增材制造（3D打印）
Additive Manufacturing（3-D printing）
钢铁研究总院 科技运营部 2013.4
背景:3D打印成为关注热点
• 奥巴马宣布美国“制造创新国家网络”计 划，成立15个制造创新中心组成网络，每 年投资10亿美元。经过5个多月的论证最 后选了“增材制造”作为第一个中心的研 究方向。
精密伺服驱动技术 伺服电机根据指令要精确控制打印头
的移动位置和平台移动，使每个时刻都在 精确的位置打印。精度要达到0.1mm。甚 至20um.
新材料技术 打印材料的研发目前还在初级阶段。
商用级3D打印机
• 打印材料：树脂、金属、石 膏、尼龙、玻璃等。
• 特点：结构复杂、精度高、 物品表面质量好、基本不考 虑力学性能。
2.设备贵。热锻用的3万吨水压机投资25亿。
3.材料浪费多，材料利用率5%-50%。 飞机零部件非常昂贵，这是飞机尤其是军用飞机贵的 原因。
金属材料增材制造的瓶颈
1.成本太高,而且不具备规模经济的优势。 2.材料研发滞后。 3.功率源开发滞后。 4.各种金属材料最佳烧结参数。 5.凝固组织、内部缺陷质量控制，及其无损检 验关键技术。 6.晶粒尺寸、晶粒形态和晶体取向的控制。 7.后续的热处理工艺。
• Objet公司（世界最大的商用3D打印机） • 3D systems 公司 • EOS 、 Arcam AB、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。
这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达 130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机 翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应 用。
增材制造（3D打印）
Additive Manufacturing（3-D printing）
钢铁研究总院 科技运营部 2013.4
背景:3D打印成为关注热点
• 奥巴马宣布美国“制造创新国家网络”计 划，成立15个制造创新中心组成网络，每 年投资10亿美元。经过5个多月的论证最 后选了“增材制造”作为第一个中心的研 究方向。
精密伺服驱动技术 伺服电机根据指令要精确控制打印头
的移动位置和平台移动，使每个时刻都在 精确的位置打印。精度要达到0.1mm。甚 至20um.
新材料技术 打印材料的研发目前还在初级阶段。
商用级3D打印机
• 打印材料：树脂、金属、石 膏、尼龙、玻璃等。
• 特点：结构复杂、精度高、 物品表面质量好、基本不考 虑力学性能。
2.设备贵。热锻用的3万吨水压机投资25亿。
3.材料浪费多，材料利用率5%-50%。 飞机零部件非常昂贵，这是飞机尤其是军用飞机贵的 原因。
金属材料增材制造的瓶颈
1.成本太高,而且不具备规模经济的优势。 2.材料研发滞后。 3.功率源开发滞后。 4.各种金属材料最佳烧结参数。 5.凝固组织、内部缺陷质量控制，及其无损检 验关键技术。 6.晶粒尺寸、晶粒形态和晶体取向的控制。 7.后续的热处理工艺。
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。