增材製造技術發展
點擊量:395 發布時間:2017-01-10 作者:快猫视频APP下载安装(上海(hǎi))增(zēng)材製造技術有限公司(sī)
計算機增材製造技術,俗稱3D打印技術,是一種基於三維CAD模型(xíng)數據,通過增(zēng)加材料(liào)逐層製造的加工技術。相對於傳(chuán)統的材料(liào)切、削、磨等加(jiā)工技術(被(bèi)稱為減材製造),增材製造是(shì)一種“自下而(ér)上”的製造方法。
采用增材製造技(jì)術製作(zuò)的鋁合金水泵轉子
增材(cái)製造設備與現代微機技術緊密相關,它由零件的三維數據驅動,設備接(jiē)受三維數據之後(hòu),轉換為(wéi)加工步驟,從(cóng)而直接製造零件。同時隨著計算機軟硬件技術(shù)的發展,增材製造技術內涵仍在不斷深化,類型也不斷擴展。當前增材製造技術主要有以下幾種實現途徑:
1、光固化打印,這是采用紫外(wài)線在液態光敏樹脂表麵進行掃描,每次生成一定厚度的薄層(céng),從底部逐層生成物(wù)體。光固化打印的優(yōu)點是(shì)原材料的利用(yòng)率高(gāo)(接近100%),尺寸精(jīng)度高,表(biǎo)麵(miàn)質(zhì)量優良(liáng),可用於製作結構複雜的模型,並且打印設備尺寸、重(chóng)量較小,缺點是原材料種類有限。
2、選擇(zé)性激光燒結打印,即采用高功率的激光,對粉末加熱使其(qí)燒結(jié)成型。選擇性激光燒結工藝的(de)優點是材料範圍(wéi)廣,除可燒結塑料、尼龍。聚碳(tàn)酸酯等非金屬材(cái)料,還可打印金(jīn)屬材料,且打(dǎ)印(yìn)時無需支(zhī)撐,打印的零件機(jī)械性能好、強(qiáng)度高。缺點是粉末狀材料比較鬆散,打印精度較難控製,且打(dǎ)印設備價格昂貴。
3、熔融沉積打印是采用熱(rè)融噴頭,使塑性材料熔化(huà)後從噴頭內擠壓(yā)而出,並沉積在指定位(wèi)置固化成型。即類似於“擠牙膏”的過程(chéng)。這(zhè)種打印方式價格低廉、體積小、操作難度相對較小,適合(hé)於家用和(hé)辦公室打印,缺點是(shì)成型件表麵有明顯的條紋,產品層間的結合強度低(dī)、反應速度慢。
4、3D打印(yìn),這(zhè)是采用類似噴墨打印機(jī)噴頭的工作方式,這種(zhǒng)工藝(yì)與選擇性激光燒(shāo)結十分類似,隻是將(jiāng)激光燒結過程改為噴頭(tóu)粘連,光柵掃描器改為粘接劑噴頭。3D打印的優點是打印速度快、成本較低,缺點是打印出來的產品機械強度(dù)不高。
增材製造技術實用化之後,迅速被運用於多個領域。在軍事領域,增材製造技術首先在航空航天(tiān)領域得到應用,隨後開始向海軍裝備製造領域推廣。目前(qián),增材製造技術的使用方向主要(yào)有:
小型關鍵零件的(de)製造(zào),尤(yóu)其是傳感器的製造,可利用電子束熔化處理合金後逐層燒結,以獲得傳感器基本結構(gòu),兼顧性能和製造成本(běn)。
光固化打印增材製造過程
增材製造技術(shù)還可(kě)用於複雜模具與設計模(mó)型的製造(zào)。采用三維(wéi)噴墨打印技術,隻需要設計出待打印樣品的三維CAD文件,使產品從設計到製(zhì)作完成時間從原來的25周縮短到10周。
用(yòng)於軍事裝備的修複。這是當前增材製(zhì)造技術的一個重點發展方向。增(zēng)材製造技術可用於加工製造(zào)過程中誤加工損傷(shāng)零件的快(kuài)速修複,以及裝備(bèi)服役過程中(zhōng)失效零部(bù)件的快速修複。零件的修(xiū)複(fù)包括幾何性能和力學性能恢複,使用增材製造技術補完後,再經少量的(de)後續加工,即可使零件達到可使用的程(chéng)度,實現(xiàn)零件的高效率(lǜ)低成本(běn)再製造(zào)。在航空領域,這(zhè)種技術可以使作戰飛機和(hé)裝備可以在機場就地快速修複,在艦船領域(yù),這種技術可以對艦艇巡航(háng)的裝備提供更(gèng)多保障(zhàng)。
當前,利用增材技術進行裝備(bèi)修複,還需要克服一係列技術難題(tí),如激光/電弧/等離子直接沉積修複過程關鍵(jiàn)因素的檢測與(yǔ)閉環控製、直接修複金屬零件的尺寸精度和形狀精度控製、直接修複/選區修複專(zhuān)用材料合金體係(xì)設計等。