第1章绪论1。1增材制造技术的内涵
增材制造技术(Additive Manufactur’ing,AM),是相对于传统的车、铣、刨、磨机械加工等去除材料工艺,以及铸造、锻压、注塑等材料凝固和塑性变形成形工艺而提出的通过材料逐渐增加的方式而制造实体零件的一类工艺技术的总称。随着快速原型(成型)与制造(Rapid Prototyping&。Manufacturing,RP&M)、自由成型制造(Free Form Fabrication,FFF)、快速模具(Rapid Tooling,RT)、3D打印技术(Three Dimensional Printing,3DP)等概念的出现及其工艺技术的发展,增材制造技术的内涵不断深入,其外延不断扩展。
20世纪50年代以来,随着信息技术的发展,推动着传统制造技术的不断更新以及新兴制造技术的不断出现。60年代出现的数控技术(NC)为制造业带来了变革,改变了传统制造业机械加工手工操作的方式。80年代中后期出现并迅速发展起来的快速成型技术(RP)或称为自由成型技术(FFF),基于离散堆积原理以逐层添加的方式制造产品,无需工具和模具,变革了传统的材料去除加工及材料凝固成型与塑性变形等生产方式,使得产品的制造更为便捷,顺应了多品种、小批量、快改型的生产模式,满足了机械零件及产品等单件或小批量的快速、低成本制造的需求,同时,材料逐渐累积的制造方式具有高度的柔性,可实现复杂结构产品或模型的整体制造及复合材料、功能材料制品的一体化制造,满足文化创意等领域创新设计的实体展现及医学与生物工程领域的个性化制作等需求。以3D打印技术或快速原型与制造技术为主的增材制造技术,极大地促进了产品快速制造及其创新设计的进程,被预测为即将到来的第三次工业技术革命的引领者。1.1.1增材制造技术的工艺分类
狭义的增材制造技术是指当前出现的快速原型技术(或被称为3D打印技术),以及基于快速原型的快速模具与金属零件的快速制造技术等;广义的增材制造技术则以材料添加为基本特征,还包括焊接成型、沉积成型、喷涂成型等,如图卜1所示。
图1-1所示的增材制造技术是按工艺方法进行分类的。如果按照加工材料的类型分类,增材制造工艺又可以分为金属材料成型、无机非金属材料成型、高分子材料以及生物材料成型等;如果按照增材制造过程中的热源方式分类,可以分为激光束、电子束、等离子或离子束等高能束流建造方式以及光固化、喷涂粘接、熔融沉积等一般热源建造方式。高能束流快速制造主要面向金属材料的增材制造,在工业领域最为常见,尤其在航空航天工业领域用于对单件、大尺寸高性能合金的直接制造,是目前发展最快的一个方向。
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