3D打印技术的应用r说课讲解

家用电器
采用光固化制造的家电产品壳体：(a) 黄河机电25寸多媒 体彩电前壳;(b) 长虹DVD前面板; (c) 阿尔卡特手机外壳
家用电器
采用激光选区熔化 技术制造的复杂家 电零部件：(a) 复 杂结构的空调换热 器（EOS）(b) 家 电产品电子感应器
空调设计实例
手板模型造型设计与制造 （浙江余姚市某公司）
工业设计
1、航空航天 2、汽车制造 3、家用电器 4、模具开发
5、其它工业设计
模具开发
传统模具制造工艺复杂、时间长、费用高而影响了新产 品对于市场的响应速度。而传统的快速模具（例如中低熔点 合金模具、电铸模、喷涂模具等）又由于工艺粗糙、精度低、 寿命短，很难完全满足用户的要求。另外，为了提高模具的 使用寿命并辅助成形工艺，往往需要设计复杂的内部冷却流 道，传统方法通常是钻若干直孔，对于复杂结构冷却效果难 以达到最优，影响生产效率甚至引起零件变形。因此，应用 增材制造技术制造快速模具，在最终生产模具开模之前进行 产品的试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次成 功率，有效地节约开发时间和费用。
3D打印技术的应用
1、工业设计 2、建筑设计 3、文化产业 4、生物医疗
5、衣食住行
工业设计
1、航空航天 2、汽车制造 3、家用电器 4、模具开发
5、其它工业设计
航空航天
航空航天产品要求长寿命、高可靠和 能适应各种环境、同时要满足高强度、 轻量化的要求，结构复杂，使得研发制 造周期较长，3D打印技术所具有的无模、 快速、自由成形的特点有望缩短航空航 天产品的研发和生产周期。
（美国Morris公司）
（美国Optomec公司）
薄壁涡轮燃烧室零件 （德国EOS公司）
航空航天
航空航天精密复杂零件的金属直接成形
带筋壁板的优化设计与制造： 整体制造，减少装配，提高安全性 内空结构，节省材料与能耗，是实现
绿色航空航天的新手段。
航空航天
航空航天精密复杂零件的金属直接成形
高温合金空心涡轮叶片样件 （西安交通大学）
航天飞行器的激光近成形一体 化制造样件（西北工业大学）
航空航天 航空航天精密复杂零Fra bibliotek的金属直接成形
电子束选区熔化成形钛合 金涡轮盘及闭合叶轮
（西北有色金属研究院）
Ti-Al基合金叶片及组织 （西北有色金属研究院）
航空航天
航空航天精密复杂零件的金属直接成形
汽车制造
3D打印技术所具有的高度柔性化、个 性化的实体自由成形特点，及快速的所见 即所得实景展现优势，使其在个性张扬的 汽车设计、研发和零件的快速制造中应用 日渐广泛。
汽车制造
3D打印汽车在车展上亮相
汽车整车车身开发 （西安交通大学）
汽车制造
某款城市越野车的车身及综合检具（西安交通大学）
汽车制造
航空航天
航空航天飞行器模型和原型的快速一体化制造
光固化快速成形飞机风洞模型
航空航天
航空航天飞行器模型和原型的快速一体化制造
面向空心涡轮叶片的陶瓷型芯型壳一体化制造方法
某种 型号 航空 空心 涡轮 叶片
（西 安交 通大 学）
航空航天
航空航天精密复杂零件的金属直接成形
激光选区熔化制造的整体叶环 激光近成形的叶片
模具开发
等离子喷涂熔射技术得到的模具（华中科技大学）：(左) 凹模；(右) 凸模
汽车方向盘电弧喷涂模具（左）与制件（右）（清华大学）
模具开发
金属喷涂得到的车型模具（西安交通大学）
汽车车门内板Bi-Sn合金拉延模具凹模（左）与凸模 （烟台泰利公司）
模具开发
铝颗粒充填模具 及玻璃纤维增强 复合材料制件 （美国 3DSystems公 司）
汽车制造
SLM直接制造的免组装万向节 (华南理工大学)
车轮悬架(EOS)
汽车发动机油泵 （Concept Laser）
工业设计
1、航空航天 2、汽车制造 3、家用电器 4、模具开发
5、其它工业设计
家用电器
3D打印技术能为家电企业提供新的制造方法、 制作工艺，尤其是小批量、定制化的产品，开发 周期和制作费用大大降低。为企业升级转型、提 升竞争力提供了有力的支撑。同时，由于家电行 业产品更新速度较快，增材制造技术为家电行业 提供了新产品定型及检测的新方法，通过增材制 造技术能迅速缩短产品的研发周期，使企业在瞬 息万变的行业中占领市场。
(a) 成形修复过程
(b)修复后
发动机壳体激光成形修复
（美国Optomec公司）
航空航天
航空航天金属结构件的激光成形修复
激光成形修复的误加工或有缺陷零件： （a）高温合金叶片；（b）钛合金叶片；(c) 钛合金机匣
（西北工业大学）
工业设计
1、航空航天 2、汽车制造 3、家用电器 4、模具开发
5、其它工业设计
３D Systems和EOS制造 具有随形冷却流道模具的 案例： （ａ）3D Systems制造的 注塑模具 （ｂ）EOS制造的高尔夫 球模具。
随形冷却流道设计与冷却效果模拟
EOS模具应用效果：
• 冷却周期从24s减少到7s，缩短68%以上； • 平均注射温度从95℃将至68℃，温度梯度由12℃减少到4℃； • 缺陷率由60%将至0%； • 制造效率增加为3件/分钟。
整车及仪表盘、 前后保险杠、发 动机壳体的快速 制造（西安交通 大学）
汽车制造
激光选区烧 结原型与精 密铸造结合 得到的铝合 金摩托车零 部件
激光选区烧 结原型与精 密铸造结合 得到的铝合 金汽车零部 件（华中科 技大学）
汽车制造
（b）
（a）
（c）
激光选区烧结整体制造的六缸柴油发动机缸盖水套砂型和铸件： （a）CAD模型；（b）砂型；（c）金属铸件 （华中科技大学）
层板喷注器和铝合金叶轮(西北工业大学)
航空航天
航空航天大型整体金属结构件激光近成形
钛合金整体加强框梁 （Aeromet公司）
激光近成形C919飞机中央翼肋缘条, （a）上缘条；（b）下缘条 (西北工业大学）
航空航天
航空航天金属结构件的激光成形修复
使用激光成形再制造的钛合金 零件取代原来的铝合金零件 （美国AeroMet公司）
金属颗粒增强 环氧树脂换热 片模具及制品 （清华大学）
午线轮胎硅胶-陶瓷型橡胶模：(a)轮胎的LOM原型；(b)精密陶瓷 型；(c)合金铸铁模具（清华大学）
模具开发
SLS制造的砂芯及铸件（德国 EOS公司）
带有随形冷却水道的注塑 模具型芯（华中科技大学）
航天飞行器的激光近成形一体 化制造样件（西北工业大学）