增材制造概论.pptx

增材制造概论 增材制造技术（Additive Manufacturing, AM）是相对于传统的机加工等“减材制造”技术而言的，该技术基于离散/堆积原理，以粉末或丝材为原材料，采用激光、电子束等高能束进行原位冶金熔化/快速凝固逐层堆积叠加形成所需要的零件，也称作3D打印、直接数字化制造、快速原型。增材制造概论增材制造技术的发展起源可追溯至 20 世纪 70 年代末到 80 年代初期 四人各自独立提出了一种成型的新概念，即材料层层叠加成型。 增材制造概论1986年，美国人 Charles Hull率先推出光固化方法(Stereo Lithography Apparatus, SLA) 世界上第一家生产 3D 打印设备的 3D Systems 公司 /增材制造概论1988 年，美国人 Scott Crump 则发明了另外一种 3D 打印技术——熔融沉积制造 (Fused Deposition Modeling,FDM) 成立了 Stratasys公司 /增材制造概论1989 年 ，美国德克萨斯州大学奥斯汀分校的C. R. Deckard 发明了选区激光烧结法 (Selective Laser Sintering，SLS) ，其原理是利用高强度激光将材料粉末烧结直至 成型使用这一技术生产的零件强度高 ，韧性好 ，可以直接当产品使用 增材制造概论1993 年，美国麻省 理工大学教授Emanual Sachs发明了一种全新的3D打印技术。3D 打印机的称谓由此而来以色列人 Hanan Gothait 于 1998 年创办了 Objet 公司，并于 2000 年在北美推出了可用于办公室环境的商品化 3D 打印机三维印刷 (3DP) 增材制造概论1995年德国弗朗荷费（Frauhofer）激光研究所，又在 SLS技术基础之上，成功开发选区激光熔化 (Selective Laser Melting,SLM)技术 。 增材制造概论应用一新型汽车设计(概念型产品)增材制造概论应用二产品开发与模具生产、工业设计增材制造概论应用三通用电器和家电行业增材制造概论应用四医疗器材、工艺品、卡通动画增材制造概论快速成型技术的特点由CAD模型直接驱动自由成型制造制造效率快经济效益高精度不如传统加工技术高度集成351462增材制造概论二、增材制造的基本原理 3D打印的原理是依据计算机设计的三维模型（设计软件可以是常用的CAD软件，例如SolidWorks、Pro/E、UG、POWERSHAPE等。也可以是通过逆向工程获得的计算机模型），将复杂的三维实体模“切”成设定厚度的一系列片层，从而变为简单的二维图形，逐层加工，层叠增长。三维CAD模型设计CAD模型的近似处理对STL文件切片处理逐 层 制 造增材制造流程图CADSTL文件RE建模逐层堆积逐层烧结逐层粘结Magics等离散过程前处理堆积过程成形后处理修整样件增材制造概论二、增材制造的基本原理 3D打印是基于平面离散/堆积的成形方法。该方法是将零件的三维模型数据进行处理，沿某一方向进行平面“分层”离散化，然后通过专有的CAM系统（成形机）将成形材料一层层加工，并堆积成样件。增材制造概论三、增材制造方法与工艺类型累积技术基本材料挤压打印熔融沉积式 (FDM）热塑性塑料，共晶系统金属、可食用材料线打印电子束自由成形制造(EBF)几乎任何合金粒状打印直接金属激光烧结（DMLS）几乎任何合金电子束熔化成型（EBM）钛合金选择性激光熔化成型(SLM)钛合金，钴铬合金，不锈钢，铝选择性热烧结（SHS）热塑性粉末选择性激光烧结（SLS）热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末粉末层喷头3D打印石膏3D打印 (PP)石膏层压打印分层实体制造（LOM）纸、金属膜、塑料薄膜光聚合打印立体光固化成型（SLA）光硬化树脂数字光处理 (DLP)光硬化树脂增材制造概论三、增材制造方法与工艺1. 熔融沉积成形 熔融沉积3D打印工艺（FDM)是利用成形和支撑材料的热熔性、黏结性，在计算机控制下进行层层堆积成形。增材制造概论熔融沉积3D打印工艺优点：成本低、材料易得、后处理简单、成型速度快。熔融沉积3D打印工艺缺点：精度不高、表面质量较差、需要支撑、需要对整个截面进行扫描涂覆成型时间较长。增材制造概论熔融沉积3D打印工艺过程：1、前处理（建模、数据处理、确定打印摆放、加支撑、切片）2、原型制作3、后处理增材制造概论2.光固化成形光固化成形（SLA），也称立体光刻、光固化立体成形、立体平板印刷。增材制造概论光固化成形特点：1）成形精度高，可以做到微米级别，比如0.025mm。2）表面质量优良，比较适合成形结构十分复杂、尺寸比较精细的零件。3）成形速度快，系统工作相对稳定。4）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。5）制作的原型可以在一定程度