增材制造试题答案
1.增材制造技术的优点
（1）自由成型制造；
（2）制造过程快速；
（3）添加式和数字化驱动成型方式；
（4）突出的经济效益；
（5）广泛的应用领域。
2.增材制造技术国内外发展现状
国外发展现状
1 欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造
技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。
2 德国建立了直接制造研究中心，法国增材制造的专项协会致力于增材制造技术标
准的研究。西班牙启动了一项发展增材制造技术的专项，研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容。
澳大利亚、日本等国已经开始将其运用到航空领域，制造精密零件。
对于公司而言：以快速成型技术为主的增材制造设备已发展20多年，大量的增材制造装备的知名企业快速发展，其中以3D Systems 公司为代表，发展的SLA、SLS及3DP装备都备受关注。
美国Stratasys公司率先推出FDM装备，推广Dssignjet 3D 和Dssignjet Color 3D 两款产品。
除了以上具有代表性的外，还有LENS装备生产商、SLM装备生产商英国MIT公司等等。
国内：
我国增材制造技术研究已经经历20多年，以华科、西安交大、清华等大学为代表的科研院所开展了多项技术研究，其中涉及航空、汽车、生物、电子等各个行业。
西安交大：从1993年开始发展SLA技术研究，到现在已经有了成套的技术设备
华科：开展LOM技术，以及SLS\SLM技术，并且已经开发出相应的成套设备，且已经投入到市场使用。
清华大学跟西北工大已经研究多系列低成本FDM装备，并投入使用。并已经广泛使用到了航空领域，制造精密的成型技术。经过多年研究，我国增材制造技术得到飞快发展，精度等到极大提高。
3.增材制造技术的发展趋势。
（1）从快速原型与翻模制造向零部件直接制造转变
（2）学科交叉融合，应用领域不断扩大
（3）装备向零部件直接制造和专业化方向发展
（4）增材制造装备从高端型走向普及型
（5）成型材料开发及其系列化、标准化
4.增材制造技术面临的挑战
（1）进度控制技术；
（2）高效制造技术；
（3）复合材料零件增材制造技术。
5.增材制造技术面临的伦理安全问题。
（1）增材制造技术制造枪支。通过互联网下载枪支设计数据，借助增材成型工艺制造出来；
（2）增材成型技术克隆人体器官。
6.箔材粘结工艺的原理
它由计算机、原材料存储及送进机构、热粘压机构、切割系统（激光或切刀）、可升降工作台、数控系统和机架等组成。
计算机用于接收和存储工件的三维模型，沿模型的高度方向提取一系列的横截面轮廓线，发出控制指令。原材料存储及送进机构将存于其中的原材料（如底面有热熔胶和添加剂的纸或塑料薄膜）逐步送至工作台的上方。热粘压机构将一层层材料粘接在一起。
切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线，逐一在工作台上方的材料上切割出轮廓线，并将无轮廓区切割成小方网格以便在成型之后能剔除废料。网格的大小根据被成型件的形状复杂程度选定，网格越小，越容易剔除废料，但切割网格花费的时间较长，否则反之。可升降工作台支撑成型的工件，并在每层成型之后，降低一个材料厚度（通常为
0.1-0.2mm），以便送进、粘合和切割新的一层材料。数控系统执行计算机发出的指令，
控制材料的送进，然后栈和、切割，最终形成三维工作原件。
7.纸材粘结工艺（16页）
纸材粘接工艺过程大致分为前处理、叠层和后处理三个主要阶段。
前处理过程：（1）CAD模型及STL文件；
（2）三维模型的切片处理；
分层叠加过程：（1）纸材粘接工艺参数
（2）原型制造过程 1）基底制作 2）原型制作后处理过程：（1）余料去除将成型过程中产生的废料、支撑结构与工件分离
（2）后置处理使原型表面状况或机械强度等方面完全满足最终需要，保
证其尺寸稳定性及进度等方面的要求。
8.塑料薄膜粘结工艺的优点。
（1）制作的制品精度较高且较为耐用；
（2）系统操作简单；
（3）适于室内办公室环境使用；
（4）设备稳定耐用，维护成本低；
（5）成本低廉。
9.光固化快速成型工艺（SLA）的基本原理、主要优点和缺点
基本原理：液槽中盛满光敏树脂，氦-镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束，在控制系统的的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后进行下一层的扫描加工，新固化的一层牢固地粘接在前一层上，如此重复直至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。当实体原型完成后，首先将实体取出，并将多余的树脂排净；之后去掉支撑，进行清洗，然后再将实体原型放在紫外激光下整体后固化
优点;（1）成型过程自动化程度高。（2）尺寸精度高。（3）优良的表面质量。（4）可以制作结构十分复杂、尺寸比较精细的模型。（5）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。（6）制作的原型可以一定程度地替代塑料件。
缺点：（1）成型过程中伴随着物理和化学变化，制件较易弯曲，需要支撑，否则会引起制件变形（2）液态树脂固化后的性能尚不如常用的工业塑料，一般较脆，易断裂。
（3）设备运转及维护费用较高（4）使用的材料较少（5）液态树脂有一定的气味和毒性,并且需要避光保存（6）有时需要二次固化。
10.光掩膜法成型技术
基本原理：同SLA一样，该系统同样利用紫外线来固化光敏树脂，但光源和具体的工艺方法与SLA不同，曝光是采用光学掩模技术，电子成像系统先在一块特殊玻璃上通过曝光和高压充电过程产生与截面形状一致的静电潜像，并吸附上碳粉形成截面形状的负像，接着以此为“底片”，用强紫外线灯对涂覆的一层光敏树脂同时进行曝光固化，把多余的树脂吸附走以后，用石蜡填充截面中的空隙部分，接着用铣刀把这个截面修平，在此基础上进行下一个截面的固化
优点：（1）不需要设计支撑结构（2）零件的成型速度不受复杂程度的影响，只与体积有关（3）精度高（4）最适合制作多件原型，制作过程中可以随意选择不同零件的制作次序（5）模型内应力小、变形小，适合制作大型件（6）制作过程中如发现错误，可以把错误层铣掉，重新制作此层
缺点：（1）树脂与石蜡的浪费比较大，且工序复杂（2）设备占地大，噪声大，维护费用昂贵（3）可选材料少，使用材料有毒，且需密封避光保存（4）制作过程中，感光过度会使树脂材料失效（5）后处理过程需要除蜡
11.熔融沉积成型工艺的特点
优点：1 由于采用了热熔挤压头的专利技术，使整个系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。2 可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。3 有蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。4 可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件。5 原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形下。6 原材料利用率高，且材料寿命长。7 支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。8 可直接制作彩色原型。
缺点：1 成型件的表面有较明显的条纹。2 沿成型轴垂直方向的强度比较弱。3 需要设计与制作支撑结构。4 需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。5 原材料价格昂贵。
12.新型熔融沉积快速成型工艺(FDM)设备采用了双喷头，这样做的好处
双喷头优点：节省材料成本和提高沉积效率，还可以灵活地选择具有特殊性能的支撑材料，以便于后处理过程中支撑材料的去除
13.SLS、SLA；两者有什么异同？
SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。SLS的原理与SLA十分相像，主要分别在于所使用的材料及其形状不同。SLA所用的材料是液态的紫外线光敏可凝固树脂，而SLS则使用粉状的材料。
14.粉末激光烧结工艺的特点
优点：1 可采用多种材料2 可制造多种原型3 高精度4 无需支撑结构5 材料利用率高缺点:1 表面粗糙2 烧结过程挥发异味气体3有时需要比较复杂的辅助工艺。
15.三维喷涂粘结快速成型工艺对粉末材料的基本要求有哪些？
对粉末材料基本要求：1 颗粒小，尺度均匀。 2 流动性好，确保供粉系统不堵赛。 3 熔滴喷射冲击时不产生凹坑、溅散和空洞等。 4 与粘接剂作用后固化迅速。
16.激光束、电子束、离子束和高压水射流等高能量密度的束流，通常具有哪些常规加工方
法无可比拟的优点？
高能束优点： 1 能量密度极高，可以实现厚板的深穿透加工、焊接和切割，一次可焊透300mm厚的钢板 2 可聚焦成极细的束流，达到微米级的焦点，用于制造微孔结构和精密刻蚀。 3 可超高高速扫描（速度达900m/s），实现超高速加热和超高速冷却（冷却速度达到104℃/s），可以进行材料表面改性和非晶体态化，实现新型超细、超薄、超纯材料的合成和金属基复合材料的制备。4 能量密度可在很大范围内进行调节，束流受控偏转柔性好，可进行全方位加工。 5 适合于金属、非金属材料加工，可实现高质量、高精度、高效率和高经济性加工。
17.高能束熔覆技术
高能束流加工技术是利用激光束、电子束、离子束和高压水射流等高能量密度的束流（其中高压水射流是冷切割加工技术），对材料或构件进行特种加工的技术。
18.激光熔覆工艺
激光熔覆工艺是在激光束的作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基本表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐腐、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。
19.提出一项新型增材制造工艺方案，说明其可行性、优点及可能面临的主要问题。
增材制造(3D打印)国内外发展状况
增材制造（3D打印）技术国内外发展状况 --西安交通大学先进制造技术研究所 2013-07-09 一、概述 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除（切削加工）技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。自上世纪80年代末增材制造技术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”（Material Increse Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、“实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印技术”（3D Printing）等。名称各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。 美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造和3D打印有明确的概念定义。增材制造是依据三维CAD数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造它通常是逐层累加过程。3D打印是指采用打印头、喷嘴或其它打印技术沉积材料来制造物体的技术，3D打印也常用来表示“增材制造”技术，在特指设备时，3D打印是指相对价格或总体功能低端的增材制造设备。 增材制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展。增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备。目前已有的设备种类达到20多种。这一技术一出现就取得了快速的发展，在各个领域都取得了广泛的应用，如在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等。增材制造的特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了增材制造在产品创新中具有显著的作用。 美国《时代》周刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，认为该技术改变未来生产与生活模式，实现社会化制造，每个人都可以成为一个工厂，它将改变制造商品的方式，并改变世界的经济格局，进而改变人类的生活
增材制造试题答案
1.增材制造技术的优点 （1）自由成型制造； （2）制造过程快速； （3）添加式和数字化驱动成型方式； （4）突出的经济效益； （5）广泛的应用领域。 2.增材制造技术国内外发展现状 国外发展现状 1 欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造 技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。 2 德国建立了直接制造研究中心，法国增材制造的专项协会致力于增材制造技术标 准的研究。西班牙启动了一项发展增材制造技术的专项，研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容。 澳大利亚、日本等国已经开始将其运用到航空领域，制造精密零件。 对于公司而言：以快速成型技术为主的增材制造设备已发展20多年，大量的增材制造装备的知名企业快速发展，其中以3D Systems 公司为代表，发展的SLA、SLS及3DP装备都备受关注。 美国Stratasys公司率先推出FDM装备，推广Dssignjet 3D 和Dssignjet Color 3D 两款产品。 除了以上具有代表性的外，还有LENS装备生产商、SLM装备生产商英国MIT公司等等。 国内： 我国增材制造技术研究已经经历20多年，以华科、西安交大、清华等大学为代表的科研院所开展了多项技术研究，其中涉及航空、汽车、生物、电子等各个行业。 西安交大：从1993年开始发展SLA技术研究，到现在已经有了成套的技术设备 华科：开展LOM技术，以及SLS\SLM技术，并且已经开发出相应的成套设备，且已经投入到市场使用。 清华大学跟西北工大已经研究多系列低成本FDM装备，并投入使用。并已经广泛使用到了航空领域，制造精密的成型技术。经过多年研究，我国增材制造技术得到飞快发展，精度等到极大提高。 3.增材制造技术的发展趋势。 （1）从快速原型与翻模制造向零部件直接制造转变 （2）学科交叉融合，应用领域不断扩大 （3）装备向零部件直接制造和专业化方向发展 （4）增材制造装备从高端型走向普及型 （5）成型材料开发及其系列化、标准化 4.增材制造技术面临的挑战 （1）进度控制技术； （2）高效制造技术； （3）复合材料零件增材制造技术。 5.增材制造技术面临的伦理安全问题。 （1）增材制造技术制造枪支。通过互联网下载枪支设计数据，借助增材成型工艺制造出来； （2）增材成型技术克隆人体器官。
增材制造(3D打印)国内外发展状况
增材制造（3D打印）技术国外发展状况 --交通大学先进制造技术研究所2013-07-09 一、概述 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是通过CAD设计数据采用材料逐层累加的法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除（切削加工）技术，是一种“自下而上”材料累加的制造法。自上世纪80年代末增材制造技术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”（Material Increse Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、“实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印技术”（3D Printing）等。名称各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。 美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造和3D打印有明确的概念定义。增材制造是依据三维CAD数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造它通常是逐层累加过程。3D打印是指采用打印头、喷嘴或其它打印技术沉积材料来制造物体的技术，3D打印也常用来表示“增材制造”技术，在特指设备时，3D打印是指相对价格或总体功能低端的增材制造设备。 增材制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展。增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了多增材制造设备。目前已有的设备种类达到20多种。这一技术一出现就取得了快速的发展，在各个领域都取得了广泛的应用，如在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等。增材制造的特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了增材制造在产品创新中具有显著的作用。 美国《时代》刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，认为该技术改变未来生产与生活模式，实现社会化制造，每个人都可以成为一个工厂，它将改变制造商品的式，并改变世界的经济格局，进而改变人类的生活式。
增材制造的概述
增材制造 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。
增材制造按能量源分类 ?激光束 ?电子束 ?等离子或等离子束 通过热源加热材料使之结合、直接制造零 件，统称高能束流快速制造
增材制造按工艺分类?LMD技术 ?SLM技术
LMD技术基本原理 LMD技术作为增材制造技术的一种，是通过快速成型（RapidPrototyping，RP）技术和激光熔覆技术有机结合，以金属粉末为加工原料，采用高能密度 激光束将喷洒在金属基板上的粉末逐层熔覆堆积，从而形成金属零件的制造 技术。整个LMD系统包括激光器、激光制冷机组、激光光路系统、激光加工机床、激光熔化沉积腔、送粉系统及工艺监控系统等。 LMD快速成型技术的基本原理为：首先，利用切片技术将连续的三维CAD 数模离散成具有一定层厚及顺序的分层切片；第二，提取每一层切片所产生 的轮廓并根据切片轮廓设计合理的激光器扫描路径、激光扫描速度、激光强 度等，并转换成相应的计算机数字控制程序；第三，将激光溶化沉积腔抽真空，并充入一定压力的惰性保护气体，防止粉末熔化时被氧化；第四，计算 机控制送粉系统向工作台上的基板喷粉，同时激光器在计算机指令控制下， 按照预先设置的扫描程序进行扫描，溶化喷洒出来的粉末，熔覆生成与这一 层形状、尺寸一致的熔覆层；最后，激光阵镜、同轴送粉喷嘴等整体上移 （或工作台下移）一个切片厚度并重复上述过程，逐层熔覆堆积直到形成CAD 模型所设计的形状，加工出所需的金属零件。
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
增材制造技术在船舶制造领域的讨论
增材制造技术在船舶制造领域的讨论 发表时间：2018-05-15T09:58:17.437Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第3期作者：董真理1 张洪鸣2 [导读] 我国是一个造船大国，但并不是造船强国，目前的船舶制造业是一个劳动密集型产业，较适合我国人口红利时期的发展。 摘要：增材制造俗称3D打印，是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。本文就从船舶制造领域中的增材制造技术展开分析。 关键词：增材制造技术；船舶制造领域；应用 1、增材制造技术的发展 增材制造技术如果从1986年美国科学家开发的第一台商业3D印刷机开始算起的话，到2016年为止整整30年了，在此期间，市场上首个高清晰彩色3D打印机于2005年问世，到2014年，世界上已有3D打印建筑投入使用、3D打印汽车横穿美国、3D打印火箭发动机通过测试……，增材制造技术（3D打印）的发展速度令人惊叹。在政策方面，许多国家将增材制造技术列为国家战略技术发展的重要方向，例如美国早在2012年就将增材制造技术列为国家制造业的首要战略任务，我国也在2015年8月由李克强总理组织召开国务院座谈会，专门讨论3D打印技术的发展与振兴中国制造业的关系，将发展增材制造技术推向了前所未有的高度。科学家们相信，在许许多多科研机构的努力下和相关政策的支持下，增材制造技术将会有广阔的发展空间。 2、增材制造技术在船舶制造业的应用现状 增材制造是一门新兴的科学技术，虽然近几年来在众多领域取得了突破性进展，但是在各个行业还未见商业化广泛推广，离走进寻常百姓家还有很长的路要走，在船舶领域也不例外，近期也有学者撰文说增材制造技术短期内在船舶制造业中很难广泛应用。尽管如此，增材制造的技术优势和经济性还是吸引了国内外不少公司和科学家都在尝试将该技术应用到船舶领域，并也取得了初步成果。 2.1船舶备件供应领域 对于船舶来说，尤其是远洋油轮和远海航行或作战的军船，设备故障的修理是很常见的事情，为了应付一些突发情况所需的零部件，要么随船带足事先预想的各种可能需要的零件；要么想办法靠岸修理，这两种选择无论哪种都会带来较高的修理成本和风险。将3D打印技术应用到船舶备件的供应链中，不失为一种很好的解决方法。 在民船方面，马士基油轮公司率先将这一设想在实践中进行尝试，虽然到现在为止未见成功案例的报道，但是可以预见的是一旦将3D 打印技术应用成功的话，将会取得莫大的经济效益和社会效益。据马士基公司称，由于油船是被禁止进入港口主要区域的，所以传统的修船方法是首先确定油轮上所需更换的零部件，然后通知公司将零件运往船舶经过的下一个港口，最后租一艘小艇将零件送到船上，还得加上仓储、包装及清关等运营成本，更换一个零件的总费用就高达5000美元。如果采用3D打印技术，只需在船上配备一台打印机和一些打印材料，用时将零件打印出来就可以了。采用3D打印技术不但可以缩短零件的交付周期、节约成本，还可以减少因能源的消耗而产生的环保问题。 除此之外，早在2014年美国海军就提出了“打印舰艇”的概念，将增材制造及3D打印技术应用到零部件的供应链中，美国海军人士称，掌握增材制造技术将是海军的优势之一，如果能在船的航行状态下使用3D打印技术，将是一件里程碑式的事件，必将大量减少备品备件的携带量，增加武器、燃料及补给的携带量，从而显著提高海军的远洋作战能力。 2.2 3D打印船模 美国卡德洛克海军水面作战中心采用3D打印技术成功打印出美军医疗船模型，用于测试船上风力气流的情况，该中心科学家称3D打印可以提供更快、更精准及更低成本的舰船模型。如果将该技术推广应用，在相同和相似领域必将产生深远的影响。 2.3 3D打印螺旋桨 2016年初，国外两位发烧友尝试采用3D打印技术制造螺旋桨，他们同时选用了4种材料进行对比，取得了丰富的试验数据。 2.4 3D打印无人机 英国早在五年前就应用3D打印技术打印了世界上第一台无人机SULSA，经过多次改进后，于2015年进行海上试飞试验，尽管它只能飞行40min，但其低廉的成本和完成任务的表现，足以使人们产生浓厚的兴趣和继续研究的决心。2016年SULSA正式服役，为英国皇家海军破冰船的南极之旅侦查路线。美国海军研究学院启动3D打印无人机项目，该项目将现代通信技术和装备技术完美结合，为海军执行不同任务时打印出相应的无人机，2015年12月打印出一架反恐无人机，可搭载反恐所需的通信设备。与英国不同的是，美国的3D打印无人机是在船上完成的，将3D打印技术又向前推进了一大步。 2.5其他方面 增材制造除以上应用外，还在发动机铸造模具、涡轮增压部件及小艇模型等得到应用，增材制造（3D打印）技术正在船舶领域的各个方面大显身手。2016年1月7日，劳氏船级社颁布3D打印全球认证标准，旨在指导规范增材制造技术的推广应用。 3、增材制造技术在船舶领域广泛应用的技术瓶颈 目前，增材制造3D打印技术在船舶行业的应用相对于整个造船领域来说只是冰山一角，远未达到广泛应用的程度，究其原因增材制造技术还是一门新兴的科学技术，还有很多技术瓶颈未能突破，比如以下几个方面： 3.1增材制造材料的相对匮乏 传统造船业所使用的材料主要为金属材料，金属材料的发展已有几千年的历史了，在这漫长的历史长河中金属材料的种类多种多样，性能各异，制造工艺也日益成熟，可以满足船舶制造的不同需求。而增材制造所使用的材料相比之下少之又少，制造的产品也远不能满足使用要求。因此，原材料的种类性能不能有大的进展，将直接影响增材制造技术的推广使用。 3.2测试与评价技术的相对滞后 传统工业在发展过程中，形成了一整套成熟的测试、评判、失效分析、安全评价和寿命评估技术，为产品的安全使用保驾护航，从而减少生命与经济的损失。增材制造技术的发展仅有30年的历史，科学家们所关注的重点大多集中在工艺与产品的研发上，而对测试与评价技术却鲜有报道。由于增材制造技术是一门相对于传统技术完全不同的加工制造方法，所以其测试与评价技术也必将不同。在世界各国造船系统中都有严格的检测与验收标准，增材制造技术在没有形成成熟的测试与评价标准之前，是很难让人接受的。
(完整版)增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术
增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术 一、增材制造技术的简介 增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除一切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。这一技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，在一台设备上可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。 增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备，目前已有的设备种类达到20多种。该技术一出现就取得了快速发展，在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了广泛的应用。其特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了快速成形在产品创新中具有显著的作用。 二、增材制造技术的优势 2.1设计上的自由度——在机加工、铸造或模塑生产当中，复杂设计的代价高昂，其每项细节都必须通过使用额外的刀具或其它步骤进行制造。相比而言，在增材制造当中，部件的复杂度极少需要或根本无需额外考虑。增材制造可以构建出其它制造工艺所不能实现或无法想像的形状，可以从纯粹考虑功能性的方面来设计部件，而无需考虑与制造相关的限制。 2.2小批量生产的经济性——增材制造过程无需生产或装配硬模具，且装夹过程用时较短，因此它不存在那些需要通过大批量生产才能抵消的典型的生产成本。增材工艺允许采用非常低的生产批量，包括单件生产，就能达到经济合理的打印生产目的。 2.3高材料效率——增材制造部件，特别是金属部件，仍然需要进行机加工。增材制造工序经常不能达到关键性部件所要求的最终细节、尺寸和表面光洁度的要求。但是所有近净成形工艺当中，增材制造是净成形水平最高的工艺，其后续机加工所必须切削掉的材料数量是很微量的。
增减材制造综述
增减材制造综述Last revision on 21 December 2020
《精密与特种加工》 课程大作业 院系：机械工程学院授课老师： ****** 学号： ******** 姓名： ******** 分数（百分制）：完成时间：********** 题目：增减材复合制造的基本原理、面临的挑战及其应用前景 增减材复合制造的基本原理、面临的挑战及其应用前景 前言 基于增减材制造的复合加工技术融合了增材制造(RP技术)和减材制造技术优势,具有高精度、高效率、高自动化的特点,但国内外针对该技术开展的研究较少，详细阐述了基于增减材制造的复合加工技术原理及特点,并系统分析了国内外基于增减材制造所面临的挑战,最后指出其发展方向。 1.增减材复合制造的基本原理 基于增减材制造的复合加工技术是从面向制造的产品设计阶段、软件控制设计阶段以及加工阶段将增材制造和减材制造相结合的一种新的技术。该技术是一种添加，去除材料的过程，以“离散一堆积一控制”的成型原理为基础，如图2所示。首先在计算机中生成最终功能零件的三维CAD模型；然后将该模型按一定的厚度分层切片，即将零件的三维数据信息转换为一系列的二维或三维轮廓几何信息，层面几何信息融合沉积参数和机加工参数生成扫描路径数控代码，成型系统按照轮廓轨迹逐层扫描堆积材料和加工控制(对轮廓或表面进行机加工)；最终成型三维实体零件。 从复合加工技术的原理可以看出，该技术与RP技术的基本思路是一致的，其实质就是CAD软件驱动下的三维堆积和机加工过程。由于采用机加工控制来消除台阶效应，
并保证精度，因此在沉积过程中可以采取大喷头和大厚度等低分辨率的沉积来提高alto 速度。一个基本的复合加工快速成型系统应该由以下几个部分组成：3或5轴CNC立式加工中心(由于大部分RP系统都是立式结构，所以该加工中心也应该是立式结构)，沉积制造部分，送料系统，软件控制系统，辅助系统。 图金属材料增材制造 2.增减材复合制造面临的挑战 增材/减材集成制造是指在产品设计阶段，就要统筹考虑增材制造中可能出现的问题，如材料收缩、零件各个方向的变形、表面形貌等，以及零件的形状特征，如复杂型腔、内孔、薄壁、弯曲管道等，同时也要考虑到现有的减才加工中工艺过程受到的各种制约，如刀具的几何形状，刀具运动轨迹、范围，以及刀具转向次数等。 在烧结功能梯度材料的过程中，需要适时、适量地传送多种不同粉末，以获得按梯度变化的材料配比。送粉系统必须分别控制每种（多达四种）粉末的流量和流速。控制精度与功能梯度材料的性能。 在激光增材制造过程中，需要精确控制送粉量的大小。粉末流量必须均匀一致，根据控制指令，送粉量大小实时可调。最低粉末流量要达到每分钟一克。现有的送粉系统流量太大，不够均匀一致，且流速不稳，不能够精确送粉。需要设计新的送粉系统，精确地控制粉末流量流速，实现极小流量送粉的均匀一致性与可重复性。（设计多种传感器的反馈系统） 3.增减材复合制造的应用前景 高效率、高精度、高性能、低成本的增材/减材集成制造已经成为工业生产的需求；增材/减材集成制造显着减轻结构重量、节省材料；增材/减材集成制造扩展设计与制造的想象空间；全新的设计原理、加工技术、质量与精度控制方法；