单元5增材制造技术一、增材制造技术概述1.增材制造技术的基本概念增材制造（additivemanufacturing，AM）：一种与传统的材料“去除型”加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。目前，增材制造技术有广义和狭义之分。1）广义广义的增材制造技术是指以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。2）狭义狭义的增材制造技术是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系。广义和狭义增材技术2.增材制造技术的优点1）增材制造技术不需要传统的刀具、夹具、模具及多道加工工序。2）增材制造技术能够满足航空武器等装备研制的低成本、短周期需求。3）增材制造技术有助于促进设计-生产过程从平面思维向立体思维的转变。4）增材制造技术能够改造现有的技术形态，促进制造技术提升。5）增材制造技术特别适合于传统方法无法加工的极端复杂几何结构。6）增材制造技术非常适合于小批量复杂零件或个性化产品的快速制造。7）增材制造技术特别适合各种设备的生产与制造。3.增材制造技术的原理与分类1）原理首先将三维CAD模型模拟切成一系列二维的薄片状平面层，然后利用相关设备分别制造各类薄片层，与此同时将各类薄片层逐层堆积，最终制造出所需的三维零件。增材制造基本原理2）分类如果按照加工材料的类型和方式分类，增材制造技术可以分为金属零件直接制造、非金属零件直接制造、生物结构直接制造等。增材技术分类增材制造技术按照加工源还可分为激光增材制造和电弧增材制造。（1）激光增材制造激光增材制造，又称为激光3D打印技术，是在计算机辅助下，把三维实体模型切片处理为二维层片，二维层片再离散为一维线条，采用激光熔覆技术进行逐点堆积，最终实现三维实体零件成形的激光制造技术，如图所示。金属零件激光增材制造（2）电弧增材制造采用电弧送丝增材制造方法进行每层环形件焊接，即送丝装置送焊丝，焊枪熔化焊丝进行焊接，由内至外的环形焊道间依次搭接形成一层环形件；然后焊枪提高一个层厚，重复上述焊接方式再形成另一层环形件，如此往复，最终由若干层环形件叠加形成钛合金结构件。4.增材制造技术关键增材制造技术的成熟度还远不能同传统的金属切削加工、铸造、锻造、焊接、粉末冶金等制造技术相比，还有涉及从科学基础、工程化应用到产业化生产的质量，诸如激光成型专用合金体系、零件的组织与性能控制、应力变形控制、缺陷的检测与控制、先进装备的研发等大量研究工作。1）材料单元的控制技术。2）设备的再涂层技术。3）高效制造技术。4）复合制造技术。二、3D打印技术1.3D打印技术概述3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏结材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。2.3D打印的应用1）军事领域。2）航空航天领域。3）医疗领域。4）教育和娱乐领域。5）电子电器领域。6）车辆制造领域。7）建筑领域。飞机钛合金主承力结构件固体火箭发动机点火装置3D打印建筑**