單元5增材制造技術(shù)一、增材制造技術(shù)概述1.增材制造技術(shù)的基本概念增材制造（additivemanufacturing，AM）：一種與傳統(tǒng)的材料“去除型”加工方法截然相反的，通過增加材料、基于三維CAD模型數(shù)據(jù)，通常采用逐層制造方式，直接制造與相應(yīng)數(shù)學(xué)模型完全一致的三維物理實(shí)體模型的制造方法。目前，增材制造技術(shù)有廣義和狹義之分。1）廣義廣義的增材制造技術(shù)是指以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標(biāo)的大范疇技術(shù)群。2）狹義狹義的增材制造技術(shù)是指不同的能量源與CAD/CAM技術(shù)結(jié)合、分層累加材料的技術(shù)體系。

廣義和狹義增材技術(shù)2.增材制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1）增材制造技術(shù)不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具、模具及多道加工工序。2）增材制造技術(shù)能夠滿足航空武器等裝備研制的低成本、短周期需求。3）增材制造技術(shù)有助于促進(jìn)設(shè)計(jì)-生產(chǎn)過程從平面思維向立體思維的轉(zhuǎn)變。4）增材制造技術(shù)能夠改造現(xiàn)有的技術(shù)形態(tài)，促進(jìn)制造技術(shù)提升。5）增材制造技術(shù)特別適合于傳統(tǒng)方法無法加工的極端復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)。6）增材制造技術(shù)非常適合于小批量復(fù)雜零件或個(gè)性化產(chǎn)品的快速制造。7）增材制造技術(shù)特別適合各種設(shè)備的生產(chǎn)與制造。3.增材制造技術(shù)的原理與分類1）原理首先將三維CAD模型模擬切成一系列二維的薄片狀平面層，然后利用相關(guān)設(shè)備分別制造各類薄片層，與此同時(shí)將各類薄片層逐層堆積，最終制造出所需的三維零件。增材制造基本原理2）分類

如果按照加工材料的類型和方式分類，增材制造技術(shù)可以分為金屬零件直接制造、非金屬零件直接制造、生物結(jié)構(gòu)直接制造等。增材技術(shù)分類增材制造技術(shù)按照加工源還可分為激光增材制造和電弧增材制造。（1）激光增材制造激光增材制造，又稱為激光3D打印技術(shù)，是在計(jì)算機(jī)輔助下，把三維實(shí)體模型切片處理為二維層片，二維層片再離散為一維線條，采用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行逐點(diǎn)堆積，最終實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體零件成形的激光制造技術(shù)，如圖所示。金屬零件激光增材制造（2）電弧增材制造采用電弧送絲增材制造方法進(jìn)行每層環(huán)形件焊接，即送絲裝置送焊絲，焊槍熔化焊絲進(jìn)行焊接，由內(nèi)至外的環(huán)形焊道間依次搭接形成一層環(huán)形件；然后焊槍提高一個(gè)層厚，重復(fù)上述焊接方式再形成另一層環(huán)形件，如此往復(fù)，最終由若干層環(huán)形件疊加形成鈦合金結(jié)構(gòu)件。4.增材制造技術(shù)關(guān)鍵增材制造技術(shù)的成熟度還遠(yuǎn)不能同傳統(tǒng)的金屬切削加工、鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金等制造技術(shù)相比，還有涉及從科學(xué)基礎(chǔ)、工程化應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的質(zhì)量，諸如激光成型專用合金體系、零件的組織與性能控制、應(yīng)力變形控制、缺陷的檢測與控制、先進(jìn)裝備的研發(fā)等大量研究工作。1）材料單元的控制技術(shù)。2）設(shè)備的再涂層技術(shù)。3）高效制造技術(shù)。4）復(fù)合制造技術(shù)。二、3D打印技術(shù)1.3D打印技術(shù)概述3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏結(jié)材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。2.3D打印的應(yīng)用1）軍事領(lǐng)域。2）航空航天領(lǐng)域。3）醫(yī)療領(lǐng)域。4