属金3d激光打印机初步调查报告本科论文.doc

(金属)3D激光打印机初步调查报告 目录 一.前言 2 二.3D打印机的几种技术简介 2 三.国外现状 5 3.1代表性的企业/高校和3D打印机产品 5 3.2国外打印案例（用3D打印机打印出来的东西） 10 四.国内现状 14 4.1代表性的企业/高校和3D打印机产品 14 五.相关技术/难点 20 六.应用领域/发展趋势 21 6.1革命(?) 21 6.2应用领域 22 6.3打印机价格 22 6.4打印服务 23 6.5全球销售额预测 24 七.目前的推广/应用的局限处/瓶颈 24 7.1成本（耗材的价格） 24 7.2打印材料（耗材）的多样性/可用性 25 7.3打印的精度 25 7.4打印的速度 25 7.5成品力学性能 26 7.6用户对3D绘图软件/CAD软件的掌握 26 7.7知识产权的保护 26 八.公开的资源/资料 27 8.1金属3D激光打印视频 27 8.2开源3D打印机 27 九.个人初步感觉/建议 29 十.附一些名词解释 29 10.1粉末冶金 29 10.2掺镱光纤激光器 30 10.3振镜技术 31 作者：健朗王威达，2012年11月 作者附言：本文是作者个人对3D打印技术（较侧重激光金属3D打印这块）的初步调研报告，是根据网络相关材料整理而成，给有兴趣关注、了解或从事3D打印技术、3D打印机和3D打印应用服务的个人（发烧友）和普通公司提供入门时的参考。本文数据和案例均引用自互联网，故个别数据和观点之间会有冲突的地方，都摆出来，供读者自行判断。 一.前言 3D打印机，英文“3D Printers”，3D 打印这个名称是近年来该产品针对民用市场而出现的一个新词，是通俗叫法学术(又称快速原型制造技术 Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，根据零件或物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 RPM 技术是在现代CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是分层制造，逐层叠加，这种工艺可以形象地叫做增长法或加法。形象地讲，快速成形系统就像是一台立体打印机，因此得名“3D打印机”。 3D打印机的原理：3D 打印机可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。每个截面数据相当于医学上的一张CT 像片；整个制造过程可以比喻为一个积分的过程。当然，整个过程是在电脑的控制下，由3D打印机系统自动完成的。 二.3D打印机的几种技术简介 3D打印机的技术：现在市面上已经有十几种不同的3D打印机的技术，其中比较成熟的有SLS、SLA、LOM 和FDM等方法。其中SLS 3D打印机技术简介如下： 1989年，C.R.Dechard发明SLSSelective Laser Sintering），利用高强度激光将材料粉末烤结，直至成型。这种技术的特点在于选材范围广泛，比如尼龙、腊、ABS、金属和陶瓷粉末等都可以作为原材料SLS(Selective Laser Sintering)选择性激光烧结（以下简称SLS）技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carlckard（C.R. Dechard）于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司于1992 年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。几十年来，奥斯汀分校和DTM公司在SLS 领域做了大量的研究工作，在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备（/v_show/id_XNDY4Njg1NDg0.html）。 国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等，也取得了许多重大成果，如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS —300激光快速成型的设备。 选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工