【方案】3D打印技术专业建设方案6万.docx

精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 一，背景 3D打印技术方向筹建方案 精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 3D 打印（学术上称增材制造，快速成形，快速制造等）技术高度融合数字 化设计与数字化制造，是一项被看作有望引领 “第三次工业革命” 的先进制造技术；该技术转变了传统制造工艺对材料的利用方式，特殊适合用于航空航天， 武器装备，创意产品开发阶段的复杂结构的快速验证， 在缩短开发周期和降低成本方面优势明显，是实现自主创新的有力技术手段； 美国等西方发达国家特别重视此技术， 2021 年 3 月 9 日美国总统奥巴马将 3D 打印制造技术列为美国 15 个制造业创新中心之一，并作为首个样板示范中心于 2021 年 8 月 16 日成立， 奥巴马总统亲自出席了剪彩仪式；我国亦不例外，如北京，西安，上海，江苏，广东，山东，四川，安徽，黑龙江等省市已或预备投入人力和物力加大 3D打印技术的研发与产业化； 我国是制造大国， 但仍不是制造强国； 大部分制造领域依靠低成本人力与国 外同行抗争，必需查找连续进展的技术制高点；因此， 我国已经从国家层面制定了 3D 打印的技术进展路线图，相关专项也将间续实施，正面临快速进展的大好 时机！在这种大的背景下， 在学校建立 3D打印技术方向或学科， 培育 3D 打印技术相关的人才是大势所趋； 1，3D打印的原理和优势 3D 打印技术是近 30 年来全球先进制造领域兴起的一项集光 / 机/ 电，运算机及新材料等学科于一体的先进制造技术；与切削等材料“去除法”不同，该技术 通过将粉末，液体及片状等离散材料逐层积累，“自然生长”成三维实体； 与其他制造技术相比， 3D 打印技术具有如下突出优点： （1）3D打印是传统制造工艺的深刻变革； 理论上，只要在运算机上设计出结构模型，就可以在无需刀具， 模具及复杂工艺条件下快速地将 “设计”变为“实物”；不但在节约材料方面具有突出优势， 仍可加工传统方法难加工甚至是无法加工的复杂结构，特殊适合于航空航天发动机空心叶片（图 1a），随形冷却模具（图 1b）及个性化骨骼植入体（图 1c）等批量小，结构复杂零件的快速制造， 符合现代和将来制造业的进展趋势； 精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 （ a） （ b） （c） 图 1 复杂结构零件： （ a）空心叶片； （ b）具有内部随形冷却水道的模具； （ c）个性化结构钛合金骨骼植入体 （2）3D打印是制造技术的重大飞跃； 相比机加工，铸锻焊等传统工艺， 3D 打印是一种新兴的高科技技术，综合应用了 CAD/CAM，激光，光化学以及材料科 学等诸多技术；由于简化或省略了工艺预备，试验等环节，产品数字化设计，制 造，分析高度一体化，显著缩短新产品开发定型周期，降低成本，实现“今日完成设计，明天得到成品”；此外， 3D 打印突破了结构几何约束，能够制造出传 统方法无法加工的特别规结构特点， 这种工艺才能对于实现零部件轻量化， 优化性能有极其重要的意义； （ 3）3D 打印是制造模式的一次“革命”； 3D 打印作为一种新工艺，将转变其次次工业革命产生的以“装配生产线”为代表的大规模生产方式， 使批量生产向个性化，定制化转变， 实现生产方式的变革；该技术的应用将有效削减产品推向市场的时间；用户获得产品设计图后可在数小时内将产品“打印”出来，不需 要大规模生产线，不需要库存大量零部件，也不需要大量的设计和生产工人， 转变了传统制造模式； 2，常见的 3D打印技术 熔积成型法（ FDM—— Fused Deposition Modeling ） 该方法使用丝状材料（石蜡，金属，塑料，低熔点合金丝）为原料，利用电 加热方式将丝材加热至略高于熔化温度 （约比熔点高 1 ℃），在运算机的掌握下， 喷头作 x-y 平面运动， 将熔融的材料涂覆在工作台上， 冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层积累形成三维 工件；该方法污染小，材料可以回收，主要用于中，小型工件的成形； 光固化立体造型 (SLA-Stereolithography) 将运算机掌握下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态光 精品word学习资料可编辑 名师归纳总结——欢迎下载 敏树脂逐点扫描 , 被扫描的树脂薄层产生光聚合反应固化形成零件的一个截面 , 再敷上一层新的液态树脂进行扫描加工 , 如此重复直到整个原型制造完毕；这种方法的特点是精度高， 表面质量好 , 能制造外形复杂， 特殊精细的零件 , 不足是设备和材料昂贵 , 制造过程中需要设计支撑； 挑选性激光烧结 (SLS -Se1ected Laser Sinte