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增材制造4大技術盤點

導讀: 增材制造指通過離散-堆積使材料逐點逐層累積疊加形成三維實體的技術。根據它的特點又稱增材制造,快速成形,任意成型等。

什么是增材制造

一般通俗地稱增材制造為3D打印,而事實上3D打印只是增材制造工藝的一種,它不是準確的技術名稱。增材制造指通過離散-堆積使材料逐點逐層累積疊加形成三維實體的技術。根據它的特點又稱增材制造,快速成形,任意成型等。

增材制造的優勢

增材制造通過降低模具成本,減少材料,減少裝配,減少研發周期等優勢來降低企業制造成本,提高生產效益。具體優勢如下:

與傳統的大規模生產方式相比,小批量定制產品在經濟上具有吸引力;

直接從3D CAD模型生產意味著不需要工具和模具,沒有轉換成本;

以數字文件的形式進行設計方便共享,方便組件和產品的修改和定制;

該工藝的可加性使材料得以節約,同時還能重復利用未在制造過程中使用的廢料(如粉末、樹脂)(金屬粉末的可回收性估計在95-98%之間);

新穎、復雜的結構,如自由形式的封閉結構和通道,是可以實現的,使得最終部件的孔隙率非常低;

訂貨減少了庫存風險,沒有未售出的成品,同時也改善了收入流,因為貨物是在生產前支付的;

分銷允許本地消費者/客戶和生產者之間的直接交互。

增材制造技術盤點

1.光聚合成型技術增材制造

SLA:Stereolithography(立體印刷術)是最早實用化的快速成形技術。具體原理是選擇性地用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料(例如液態光敏樹脂)表面,使之發生聚合反應,再由點到線,由線到面順序凝固,完成一個層面的繪圖作業,然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度,再固化另一個層面。這樣層層疊加構成一個三維實體。

增材制造6大技術盤點

2.以燒結和熔化為基本原理

SLS:Selective Laser Sintering,(選擇性激光燒結) 工藝是利用粉末狀材料成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面,并刮平;用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面;材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起,得到零件的截面,并與下面已成形的部分粘接;當一層截面燒結完后,鋪上新的一層材料粉末,選擇地燒結下層截面。SLS工藝最大的優點在于選材較為廣泛。

增材制造6大技術盤點

3.以粉末-粘合劑為基本原理

3DP:三維打印技術(Three Dimensional Printing)和平面打印非常相似,連打印頭都是直接用平面打印機的。和SLS類似,這個技術的原料也是粉末狀的。與SLS不同的是材料粉末不是通過燒結連接起來,而是通過噴頭用粘接劑將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。

增材制造6大技術盤點

4.FDM:熔融沉積造型

FDM(Fused Deposition Modeling)工藝熔融沉積制造(FDM)工藝具體原理是將絲狀的熱熔性材料加熱融化,同時三維噴頭在計算機的控制下,根據截面輪廓信息,將材料選擇性地涂敷在工作臺上,快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后,機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下 一層,直至形成整個實體造型。FMD是一種成本較低的增材制造方式,所用材料比較廉價,不會產生毒氣和化學污染的危險。但是FDM打印成形后表面粗糙,需后續拋光處理。最高精度只能為0.1mm。由于噴頭做機械運動,速度緩慢,而且同樣需要支撐臺。很多人認為FMD價格低廉,因此在工業應用不高,并且相對初級,但是隨著技術的不斷提高,現在FDM技術同樣能夠制造金屬零件。

增材制造6大技術盤點


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