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《金屬3d打印技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、中國(guó)3D打印行業(yè)門戶金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析 現(xiàn)在“3D打印”非常流行，是一個(gè)大家熱議的詞匯。我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下3D打印，從字面來(lái)看，它就是三維立體打印的意思。目前，我們熟悉的平面打印機(jī)只能在紙上打印文字或圖形，都沒(méi)有高度，而3D打印可以打印一個(gè)立體的物品。所用的材料也可以選擇，包括塑料、尼龍、木質(zhì)、砂子、樹脂、金屬等，尺寸可以與完全一致，也可以按比例打印，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)圖形數(shù)據(jù)直接生產(chǎn)實(shí)物的快速制造。舉例來(lái)說(shuō)，普通的平面打印機(jī)只能打印一個(gè)水杯的照片，而3D打印機(jī)可以打印一個(gè)真實(shí)的水杯，可以拿這個(gè)水杯喝水。 雖
2、然3D打印是新概念，但并不是一個(gè)新技術(shù)，因?yàn)閺纳鲜兰o(jì)八十年代開始，國(guó)內(nèi)外各研究院所就已經(jīng)開始研究，其專業(yè)術(shù)語(yǔ)里稱為“快速成型”或“快速制造”（英文簡(jiǎn)稱RP）?，F(xiàn)在也有人稱之為“增材制造”，這個(gè)說(shuō)法是從3D打印的特殊制造方式而提出來(lái)的。 確實(shí)，增材制造與傳統(tǒng)的制造存在很大的區(qū)別。例如：傳統(tǒng)制造技術(shù)一般都是通過(guò)下料或制造輔助的模具來(lái)形成毛坯件，然后再進(jìn)行大量的后續(xù)機(jī)械切削加工，最終滿足實(shí)用的尺寸要求。從各種型材坯料或鑄鍛毛坯件到成品，會(huì)采用各式各樣的加工手段，但基本原理都一樣--去除材料以獲得尺寸要求，稱為“減材制造”。而3D打
3、印采用不同的工藝，即采用增材堆積的措施，根據(jù)最終尺寸要求在一塊基板上進(jìn)行材料的堆積，堆積成型的零件直接使用，或者成型零件的表面進(jìn)行微量加工，提高表面光潔度后即可使用。相比傳統(tǒng)制造工藝，3D打印具有很多優(yōu)勢(shì)，包括：
1、材料總體利用率高； 2、無(wú)需開模，制造工序少，周期短； 3、可制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，如內(nèi)部隨形流道； 4、根據(jù)力學(xué)性能要求自由設(shè)計(jì)，不用考慮制造工藝。 就目前3D打印實(shí)現(xiàn)方式分析，主流的打印效率大約是0.1~2公斤/小時(shí)，其打印速度不高，通常用于單件或小批量零件的快速制造，免去開模費(fèi)用和時(shí)間。雖然3D打
4、印不適合于批量生產(chǎn)，但可以制造用于批量生產(chǎn)的各種模具的快速制造?！ ∧敲?，3D打印如何實(shí)現(xiàn)的呢，上面我們談到了“堆積”法，是的，3D打印技術(shù)就是逐層堆5/5中國(guó)3D打印行業(yè)門戶積材料的方式，獲得立體的實(shí)物?！ ∈紫?，通過(guò)掃描儀或電腦制圖軟件獲得需要打印物體的三維數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，用專用軟件進(jìn)行分層處理，每一層形成二維圖形數(shù)據(jù)，然后專用軟件根據(jù)每一層的二維圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行線掃描或點(diǎn)打印路徑規(guī)劃和自動(dòng)編程，形成打印機(jī)識(shí)別的數(shù)控G碼程序，然后打印機(jī)啟動(dòng)這些程序，進(jìn)行逐點(diǎn)逐線逐面打印，直到完成實(shí)物的成型?；舅悸肪褪窍葘⑻摂M
5、數(shù)據(jù)離散化處理，然后將離散數(shù)據(jù)用打印機(jī)變成實(shí)體，技術(shù)路徑分解描述如下： 3D體數(shù)據(jù)--2D面數(shù)據(jù)--1D線數(shù)據(jù)--0D點(diǎn)數(shù)據(jù)--G代碼--打印頭掃描--0D點(diǎn)成型--1D線成型--2D面成型--多層堆積3D立體成型?！ ∫?、金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀 最初3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用是原型制造，將設(shè)計(jì)三維模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物，進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證，這種3D打印零件屬于“非功能性的模型”，使用的材料主要是紙張、塑料和膠水；隨著3D打印技術(shù)的成熟，近幾年國(guó)內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)開始嘗試直接打印零件，即3D打印帶有功能性的實(shí)物零件，使用的材料包括金屬、
6、高分子和陶瓷材料等。從技術(shù)難度上分析，功能性的實(shí)物制造比模型制造更難，一方面因?yàn)閷?shí)物制造增加了對(duì)內(nèi)部缺陷的要求；另一方面因?yàn)榻饘俚炔牧系某尚蜏囟雀撸ㄈ刍瘻囟缺人芰细呒s10倍），耐高溫的打印頭設(shè)計(jì)更復(fù)雜，而且凝固時(shí)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，容易出現(xiàn)開裂、變形、氣孔等現(xiàn)象，成型工藝比較復(fù)雜?！ ‘?dāng)然，目前大家關(guān)注的3D打印主要是具有功能性的實(shí)物制造，其中，金屬零件的3D打印是最大的熱點(diǎn)?！ ∧壳埃饘倭慵?D打印主要應(yīng)用領(lǐng)域是航空、航天、軍工、模具制造及醫(yī)療領(lǐng)域，用于這些領(lǐng)域共同特點(diǎn)就是個(gè)性化、小批量的快速制造。相對(duì)來(lái)說(shuō)，醫(yī)療行業(yè)3D
7、打印的應(yīng)用發(fā)展速度較快，而其他領(lǐng)域發(fā)展較緩慢，主要原因是醫(yī)療領(lǐng)域充分利用了3D打印個(gè)性化制造的特點(diǎn)，對(duì)3D打印產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和效率等要求較低，其他領(lǐng)域都對(duì)打印零部件的內(nèi)部質(zhì)量、機(jī)械強(qiáng)度、成型速度、配合精度均提出高要求?！ 慕饘?D打印實(shí)現(xiàn)方式分類，主要有兩種，分別是燒結(jié)式和熔覆式。采用激光燒結(jié)成型工藝的3D打印典型的國(guó)外公司包括德國(guó)的EOS、concept、SLM等公司，英國(guó)的雷尼紹公司，日本matsuura公司；中國(guó)的華中科技大學(xué)濱湖機(jī)電公司、華南理工大學(xué)；采用電子束燒結(jié)成型工藝的5/5中國(guó)3D打印行業(yè)門戶瑞典的ARCAM
8、公司，中國(guó)的北京航空制造研究所（625所），這類產(chǎn)品主要優(yōu)點(diǎn)是成型的精度較高，缺點(diǎn)是成型速度低，成型尺寸限制在300mm左右；主要應(yīng)用于醫(yī)療和小型模具制造?！ 〔捎眉す馊鄹渤尚凸に嚨?D打印典型企業(yè)包括美國(guó)POM公司和OPTOMEC公司，中國(guó)的北京航空航天大學(xué)天地激光公司、西
