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增材制造dditiveanufacturing报告人:徐强12增材制造发展01类型和优势0203发展趋势34增材制造(AdditiveManufacturing,AM)俗称3D打印融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料,按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。5一、3D打印的起源■20世纪70年代末到80年代初期,美国3M公司的AlanHebert(I978年)、日本的小玉秀男(1980年)、美国UVP公司的CharlesHull(1982年)和日本的丸谷洋二(1983年)四人各自独立提出了这种概念。■1986年,CharlesHull率先推出光固化方法(stereolithographyapparatus,SLA),这是3D打印技术发展的一个里程碑。1988年,他创立的3D打印设备公司生产出了世界上第一台3D打印机SLA-250。■1988年,美国人ScottCrump发明了另外一种3D打印技术熔融沉积制造(FDM),并成立了Stratasys公司。■1989年,C.R.Dechard发明了选择性激光烧结法(SLS),其原理是利用高强度激光将材料粉末烧结直至成型。■1993年,麻省理工学院获3D印刷技术专利。■1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。■2005年,市场上首个高清晰彩色3D打印机SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。■2010年11月,世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。■2011年7月,英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。■2011年8月,南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。■2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。■2013年11月,美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。6技术名称的变化7二、3D打印技术在世界范围内的需求近年来,3D打印在世界各大媒体上受到广泛关注,三维打印机的制造商表示3D打印的需求和市场正在迅速增长。3D打印市场的增长受到多方因素影响,媒体在近几年对3D打印技术做了大量的宣传,为人们更好地了解3D打印发挥了重大作用。81.当前,欧洲、美洲和亚洲是3D打印设备的主要需求市场。北美地区位居第一,欧洲地区和亚洲地区紧随其后。美国是3D打印设备安装的第一大国,日本处于第二。2.从行业分布看,目前消费电子领域仍然占主导地位,约20.3%;其他主要应用在汽车、医疗/牙科、工业/商业机器和航空航天领域。9三、3D打印原理10三、3D打印类型和属性3D打印按材料可分为块体材料、液态材料和粉末材料等。按照美国材料与试验协会(3D打印技术委员会(F42委员会)的标准,目前七类3D打印工艺与所用材料如下表;111.光固化成形光固化打印(SLA)是采用紫外光在液态光敏树脂表面进行扫描,每次生成一定厚度的薄层,从底部逐层生成物体。优点是原材料的利用率将近100%,尺寸精度高(±0.1mm),表面质量优良,可以制作结构十分复杂的模型;缺点是价格昂贵,可用材料种类有限,制成品在光照下会逐渐解体。122.选择性激光烧结选择性激光烧结打印(SLS)是釆用高功率的激光,把粉末加热烧结在一起形成零件。其工艺的优点是可打印金属材料和多种热塑性塑料,如尼龙、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等,打印时无需支撑,打印的零件机械性能好、强度高;缺点是材料粉末比较松散,烧结后成型精度不高,且高功率的激光器价格昂贵。133.材料喷射144.真空注型技术大15四、3D打印特点16五、3D打印优势1.制造复杂物品不增加成本2.产品多样化不增加成本3.无须组装4.零时间交付5.设计空间无限6.零技能制造7.不占空间、便携制造8.减少废弃副产品9.材料无限组合10.精确的实体复制17六、3D打印趋势18192021
本文标题:增材制造2
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