什么是增材制造?
增材制造(Addtive Manufacturing)俗称“3D打印”,已经彻底改变了各行业的生产制造过程。通过计算机辅助设计(CAD)逐层构建或打印3D对象,这一过程让曾经的科幻小说成为现实。近年来,增材制造取得了重大进展,为制造业的未来开创了更大的可能性。
尽管与现代制造和尖端创新关系密切,但增材制造1987年首次面世时却是以光固化立体造型术(SL)的方式出现的。这种增材制造方式通常用于以聚合树脂创建原型的过程中,目前仍被广泛使用。
增材制造的类型
历史上,制造加工一直都使用减材工艺,例如模具、切割和钻孔。这些过程被视为一种浪费,因为整个加工过程中有多余材料未被使用。
顾名思义,增材制造提供了另一种成本效益更高的生产工艺,减少了材料浪费。增材制造技术种类繁多,且各有优劣:
粘合剂喷射成型技术– 最常见的增材制造技术之一,该技术主要是利用粘合剂将粉末材料逐层粘合起来。该技术较其它工艺更为便捷,但由于材料是粘合在一起的,可能不适用于结构件。
粉末床熔合技术(PBF)– 该技术是用激光或电子束将材料熔化并融合在一起。这种工艺适用于各种材料,包括钛、铝和不锈钢,是结构件的理想选择,但通常加工速度较慢。
电子束熔融成型技术– 该技术采用聚焦热能在沉积时熔化并融合材料。所用材料通常为粉末状或丝状金属,如钛、铝、不锈钢或铜,原料会通过喷嘴沉积到表面上。该技术非常适合用于对现有器物进行修复或添加部件。
材料挤压– 原料加热后经喷嘴挤出,再逐层沉积。由于材料呈熔融状态,每一层都会自然地融合到上一层上,使其能够连续打印。这样就给设计方面提供了良好的弹性,可以实现更高的精度。
薄材叠层– 顾名思义,这种技术是通过堆叠和层压薄材来构建3D对象,然后经激光切割数控加工以形成最终形状。这种方法经济高效,多用于原型制作。
光聚合– 该技术使用的原料为液态光聚合物,加工时以精确的紫外光使容器中的树脂硬化为所需的物体形状。由于原料为液态物质,所以无需结构支撑,精度和细节均可达到较高水平。
材料喷射– 该技术类似于传统的2D喷墨打印机,将材料喷射到已固化的表面逐层进行构建。虽然精度高,但仅限于打印聚合物和蜡质部件。
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