增材制造技术就是一种三维实体快速自由成形制造新技术,它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势,目前学者们对其有多种描述。西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授称这种新技术为“数字化增材制造”,中国机械工程学会宋天虎秘书长称其为“增量化制造”,其实它就是不久前引起社会广泛关注的“三维打印”技术的一种。 它的工艺方法的大变革在于ΔM<0(减材)材料去除(车、铣、磨);ΔM=0(等材)材料成形(铸、锻、焊;ΔM>0(增材)材料累加(3D打印、快速成型、快速制造、复材铺层工艺)是信息化制造的代表。下图就是它的工艺流程。 3D打印机具有多种工艺方法,主要分为以下几种 1、选择性熔融成型(FDM) 熔融挤压成型技术,也叫熔融堆积成型,这种工艺的基础就是将热塑性塑料聚合体材料加热熔融成丝,像挤牙膏一样从喷头挤出,堆积在成型面上成型,设备涵盖从构建快速概念模型到慢速高精密模型的不同应用区间,材料主要是聚酯、ABS、PLA、以及熔模铸造用蜡。 2、选择性激光烧结成型(SLS) SLS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。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等,使用的材料主要有石蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、陶瓷甚至还可以是金属。 3、激光选区熔化成型(SLA) SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。为了完全熔化金属粉末,要求激光能量密度超过106 W/cm2。目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、CO2激光器、光纤激光器,使用的材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝等金属及其合金粉末。 4、立体光固化成型(SLA) SLA用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面,这样层层叠加构成一个三维实体,使用的材料主要有光固化树脂。 5、三维印刷工艺(3DP) 3DP技术是通过喷头喷射粘合剂将工件的截面“打印”出来并一层层堆积成型的,使用的材料主要有钛材料,如陶瓷、金属、塑料。
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