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什么是添加剂制造?定义和过程

添加剂制造(AM)或添加剂层制造(ALM)是3 d打印技术,一种由计算机控制的过程,通过沉积材料(通常是分层)来创建三维物体。

添加剂制造网状结构

目录

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增材制造是如何工作的?

使用计算机辅助设计(CAD)或3D物体扫描仪,加法制造允许创建具有精确几何形状的物体。这些材料是一层一层地制造出来的,就像3D打印工艺一样,这与传统的制造工艺不同,后者通常需要机械加工或其他技术来去除多余的材料。

加法制造流程

有许多不同的方法AM流程有自己的标准吗,其中包括:

1.粘结剂喷射

该技术使用3d打印样式的打印头在x、y和z轴上移动,以交替沉积粉末材料层和液体粘合剂层作为粘合剂。

2.定向能量沉积

直接能量沉积添加剂制造可用于多种材料,包括陶瓷、金属和聚合物。当床层垂直移动时,安装在臂上的激光、电弧或电子束枪水平移动熔化丝、灯丝原料或粉末以形成材料。

3.材料挤压

这种常见的AM工艺使用卷线形聚合物,通过安装在可移动手臂上的加热喷嘴挤压或拉伸。随着喷嘴水平移动,床层垂直移动,一层一层地构建熔化的材料。这些层通过温度控制或化学粘合剂粘合。

4.粉床融合

粉末床熔化包括多种AM技术,包括直接金属激光熔化(DMLM)、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、选择性激光烧结(SLS)和选择性热烧结(SHS)。电子束、激光或热打印头用来熔化或部分熔化材料的细层,然后将多余的粉末吹走。

5.表纹理

薄板层压可分为两种技术;层压对象制造(LOM)和超声波附加制造(UAM)。层压对象制造适用于创建具有视觉或美学吸引力的项目,并使用纸张和粘合剂的交替层。UAM使用超声波焊接连接薄金属板;UAM是一种低能、低温工艺,可用于各种金属,如铝、不锈钢和钛。

6.还原聚合

这个过程使用一大桶液体树脂光聚物一层一层地创造一个物体。镜子用来引导紫外光,通过光聚合使连续的树脂层固化。

7.钢丝电弧增材制造(现在称为定向能沉积-电弧(DED-arc))

电弧增材制造使用弧焊电源和操纵器通过电弧沉积构建三维形状。此过程通常使用导线作为材料源,并遵循预定路径创建所需形状。这种添加剂制造方法通常使用机器人焊接设备进行。

加法制造技术

AM技术大致可分为三类。

第一个是烧结材料加热而不被液化,从而产生复杂的高分辨率物体。直接金属激光烧结使用金属粉末,而选择性激光烧结使用激光在热塑性粉末上,使颗粒粘在一起。

第二种AM技术完全熔化材料,这包括直接激光金属烧结,使用激光熔化金属粉末层和电子束融化它使用电子束熔化粉末。

第三种技术是有限元该公司采用一种名为光聚合的工艺,将紫外线激光注入一桶光聚合树脂中,制造出能够承受极端温度的抗扭矩陶瓷部件。

使用增材制造的优势是什么?

与标准3D打印类似,AM允许创建定制部件结构复杂,损耗小.理想的快速原型,数字化过程意味着设计变更可以在制造过程中快速有效地进行。与更传统的减法制造技术不同,缺少材料损耗可以降低高价值零件的成本,而AM也可以缩短交付周期。

此外,以前需要多个部件组装的部件可以组装成一个单一的物体,从而提高强度和耐久性。AM也可以用来制造独特的物体或替换件,原来的部分不再生产。

加性制造服务

TWI有一个最明确的范围AM服务

这个过程需要多长时间?

打印时间需要考虑一些因素,包括零件的尺寸和用于打印的设置。在决定印刷时间时,成品的质量也很重要,因为质量越高的产品生产时间越长。

AM可能需要几分钟到几个小时或几天的时间——速度、分辨率和材料的体积都是这里的重要因素。

什么材料可以用于增材制造?

AM的材料有很多种,包括生物化学品、陶瓷、金属和热塑性塑料。

1.生化药剂

AM中使用的生物化学物质包括磷酸氢钙而由干细胞制成的生物墨水也在探索中。这些材料通常用于医疗保健应用。

2.陶瓷制品

在AM中使用了一系列陶瓷,包括氧化铝磷酸三钙氧化锆以及粉玻璃可与胶粘剂一起烘烤,制成新型玻璃制品。

3.金属

一个各种各样的金属金属合金用于添加剂制造,包括黄金不锈钢在别人。这些材料可以制成各种不同的金属部件,从珠宝到航空航天部件。

4.热塑性塑料

热塑性聚合物是最常用的AM材料,包括各种类型,具有各自的优势和应用。其中包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚乳酸(PLA)聚碳酸酯(PC)以及水溶性聚乙烯醇(PVA)可以在被解散前提供暂时的支持。

AM在哪里使用?

AM用于在越来越多的行业中创造广泛的产品,包括:

1.航空航天

AM特别适合航空航天由于其重量节省能力和生产复杂几何零件(如整体叶盘)的能力而得到应用。

2.汽车

各种材料被广泛地用作添加剂汽车工业因为它们可以快速原型化,同时提供重量和成本降低。

3.医疗

医疗行业正在发现越来越多的附加制造零件的应用,特别是定制的定制植入物和设备。

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新闻

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洞察力

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常见问题

谁发明了?

尽管这个概念自20世纪40年代就已经存在,但名古屋市工业研究所的Hideo Kodama在1980年开发了最早的3D打印制造设备,当时他发明了两种用于制造3D模型的附加方法。

增材制造是什么时候发明的?

添加剂制造的概念可以追溯到1945年,以及Murray Leinster的短篇小说《物以类聚》的出版。然而,直到1971年Johannes F Gottwald为液态金属记录器申请专利时,这一早期想法才真正发展起来,一种连续喷墨金属材料装置,可在可重复使用的表面上形成可移除的金属制品。

1980年,Hideo Kodama发明了3D打印设备,进一步发展了这一技术,尽管当时对该技术的资金和兴趣都很有限。随后又有了更多的专利,包括立体平版印刷工艺和1984年比尔·马斯特斯的计算机自动化制造工艺和系统。

哪一种是最古老的添加剂制造技术?

最古老的完全实现的增材制造技术是3D系统公司在1987年开发的立体光刻技术。该系统使用一个光刻打印机,使用紫外线和激光固化薄层液体聚合物,创造三维物体。

增材制造和3d打印一样吗?

3D打印是增材制造的同义词,它们是同一个过程的两个术语,意思都是一样的。然而,“增材制造”通常是工业中使用的术语。

公司是否在使用增材制造?

是的,许多不同行业的公司都在使用增材制造,包括医疗行业、航空航天等。增材制造对于制造复杂的或定制的部件尤其有用,无论是用于新应用,还是替换可能不再可用的旧部件。

增材制造与传统制造有何不同?

增材制造与传统制造不同,因为它允许一层一层地制造零件,而传统制造通常需要通过连接单独的部件或加工掉不需要的材料来制造零件。

增材制造会取代传统制造吗?

由于制造零件所花费的时间,增材制造不太可能完全取代传统制造。对于简单、容易生产的产品,传统制造仍是可取的,但加法制造正在成为制造更小批量、更复杂零件的选择方法。

为什么AM很重要?

AM对于创造更轻、更复杂的设计很重要,因为这些设计可能用传统制造技术很难或成本太高。无需模具、铣削或机械加工,AM为原型和生产提供了一系列优势。

添加剂制造业将如何改变世界?

说AM将“改变世界”可能有些牵强,但它已经产生了积极的影响。与需要加工的零件相比,它允许创建复杂的设计,材料损耗更少,同时允许创建更轻的结构。例如,当这些较轻的结构应用于航空航天或汽车应用时,它们会节省燃料,并带来相关的环境(和财务)效益。AM还允许更换那些在其他情况下可能无法更换的部件,这意味着机器可以被修理而不是报废。除了这些好处,AM还看到了制造业的民主化,越来越多的人建立了国内3D打印站,生产自己的定制产品。

欲了解更多关于AM的信息,请发邮件:


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