3D增材制造科普.ppt

五、未来畅想 没有枪没有炮3D打印机给我们造 美军设想，在未来战场上，装备有3D打印机的美军士兵即使在远离后方的前进基地，也不用担心保障问题 在无线战场网络传递的三维相片或三维设计图指导下，3D打印机可以快速制造出需要的武器装备和军需物资 空间站、航空母舰 五、未来畅想 集成电路制造 五、未来畅想 打印器官 创造新物种 五、未来畅想 打印新建筑 从地球向太空 五、未来畅想 网络+3D打印---云制造 只需要设计数据—实现远程制造---信息流替代物流 设计数据上网---智慧资源共享 未来--- 人人都是创造者 谢谢！ * * * * * * * * * * * * * * * * 与光敏树脂相比，陶瓷浆料单条固化线截面的固化宽度大于固化厚度，其固化厚度和固化宽度随扫描速度增加而降低。 * * 与光敏树脂相比，陶瓷浆料单条固化线截面的固化宽度大于固化厚度，其固化厚度和固化宽度随扫描速度增加而降低。 阀体 叶轮 大雁塔 海豚 三、研究发展－LED紫外成形系统 三、研究发展－金属直接制造 建立了制造系统 三、研究发展－金属直接制造 建立多层激光直接成形的自稳定机制 利用粉末负离焦制造的薄壁 侧面平均粗糙度约Ra=10.04μm 扫描速度(mm/s) 送粉量(g/min) 激光功率(W) 粉末负离焦(mm) △Z 载气量(l/min) 6-10 8.8 250-200 -2 0.08-0.1 8 叶片高度:70mm;壁厚:0.80mm;总层数:840 负离焦 负离焦 b 8mm 三、研究发展－金属直接制造 空心叶片扫描路径的设计与实验 扫描路径的规划 STL数据 CAD模型 RPData/Magics 切片轮廓 PMR/SLC 路径信息 激光金属 成形设备 激光金属直接成形数据流程 法 算 路 径 空心叶片扫描路径设计与实验研究 轮廓+光栅(方向优化)+分区→扫描复杂空心叶片 分区的优点： 每层扫描时间从930s降到650-850s 减少激光器光闸开关次数，延长激光寿命 空行程减少，节约粉末 三、研究发展－金属直接制造 ① ② ③ ④ 三、研究发展－金属直接制造 高温合金叶片制作 140mm(L)×120（H） 三、研究发展－金属直接制造 空心叶片定向晶组织控制 液氮控制冷却梯度 液氩冷却实验台 液氩冷却喷嘴 三、研究发展－金属直接制造 定向晶组织控制 大段定向晶组织控制 钛合金关节柄和关节灸杯制造 关节柄制造：20小时 关节灸杯制造：3小时 可以根据需要制造多孔表面 三、研究发展－金属直接制造 钛合金定制化膝关节 制造时间：32小时 三、研究发展－金属直接制造 带工艺支撑的膝关节 三、研究发展－激光烧结设备 双激光器选区激光烧结 加工尺寸1200*800*800 效率高 单工作箱，可移动 表面加热 三、研究发展－激光烧结设备 双激光器选区激光烧结 三、研究发展 面曝光光固化设备 逐层面光照固化 大幅度提高效率 三、研究发展－激光烧结设备 为医院定制的专用成形机 三、研究发展－陶瓷零件制造 成形原理及设备 成形原理示意图（下图） 光固化成型机（右上） 陶瓷树脂铺层装置（右下） 磁力搅拌 再涂层刮刀：聚四氟乙烯 三、研究发展－陶瓷零件制造 陶瓷固化特性研究 单线固化厚度及宽度 固化层厚 光敏树脂单线固化断面形态 陶瓷树脂单线固化断面形态 固化厚度随工艺参数的变化规律 三、研究发展－陶瓷零件制造 光固化直接制造陶瓷铸型 三、研究发展－陶瓷零件制造 光子晶体制造工艺研究 热重与差热分析（右上） 陶瓷零件后处理升温工艺（右下） 烧结所得光子晶体零件（下图） 三、研究发展－陶瓷零件制造 缺陷光子晶体制造 面缺陷光子晶体及其传输性能分析 单面缺陷样件 双缺陷样件 光子晶体结构设计与带宽变化 渐变半径光子晶体的可控带隙性质 为制造宽带隙调控提供结构设计与制造方法 三、研究发展－陶瓷零件制造 光子晶体变结构 r/α比变化到0.28、0.26和0.24 r: 单胞半径， a:晶格尺寸 实验结果 三、研究发展－陶瓷零件制造 负折射三维全介质超材料---隐身用途 全介质可有效避免金属材料在高频段的色散和损耗 三维结构复杂，传统工艺难以制造 实验使用材料及试样结构 Ba0.5Sr0.5TiO3, ε=750；模板结构为14120树脂，ε=3.5 谐振单元（下左），三维超材料（下右） 负折射三维全介质超材料 三维圆柱交叉超材料的能量分布测试结果 在10.6到10.625之间观察到了负折射现象 在10.6G处的能量分布如下图所示，折射角? =13.3? 三、研究发展－陶瓷零件制造 根据Snell定律：nsin?=n0s