精度控制技術(shù)
材料加成制造的精度取決于材料層厚的增加和加料單元的尺寸和精度控制。加料制造和切削制造*大的區(qū)別在于材料需要一個逐層累積的系統(tǒng)，所以重涂是材料累積的必要過程。涂層厚度直接決定了零件在累積方向上的精度和表面粗糙度。材料添加單元的控制直接決定了零件的*小特征制造。零件的能力和精度。在現(xiàn)有的制造方法中，激光或電子束常常用來在材料上逐點(diǎn)形成添加單元，如激光熔化微熔池的尺寸和金屬直接成形過程中外部氣氛的控制等，這直接影響到零件的制造精度和性能。激光光斑在0.1毫米到0.2毫米之間。激光作用于金屬粉末。金屬粉末熔化形成的熔池對成形精度有重要影響。通過激光或電子束光斑直徑、成形過程(掃描速度、能量密度)和材料性能的協(xié)調(diào)，有效控制加入元件的尺寸是提高零件精度的關(guān)鍵技術(shù)。隨著激光技術(shù)、電子束技術(shù)和光投射技術(shù)的發(fā)展，未來將發(fā)展兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是在金屬直接制造中控制激光光斑較小；二是逐點(diǎn)掃描，使添加單元達(dá)到微納米級，提高精度。二是平面投影光固化成型技術(shù)，投影控制。隨著液晶技術(shù)的發(fā)展，單元的分辨率逐漸提高，加入單元更小，可以實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的制造。發(fā)展目標(biāo)是將增加層的厚度和增加單元的尺寸減少10到100倍，從現(xiàn)有的0.1mm提高到0.01～0.001mm，并且制造精度達(dá)到微納米級。
材料加成制造有著廣闊的發(fā)展前景，但也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前*困難的問題是材料的物理化學(xué)性質(zhì)制約了其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。例如，在成型材料中，目前主要是有機(jī)高分子材料和金屬材料。金屬材料的直接成形是近十年來的研究熱點(diǎn)。它逐漸在工業(yè)上得到應(yīng)用。難點(diǎn)在于如何提高精度。新的研究方向是通過添加材料制造技術(shù)，直接堆積軟組織材料(生物基質(zhì)材料和細(xì)胞)，形成類似生命的生物體，并通過體外和體內(nèi)培養(yǎng)制造復(fù)雜的組織和器官。關(guān)鍵技術(shù)的研究和開發(fā)將有力地推動材料添加技術(shù)的發(fā)展。
1.金屬材料3D打印技術(shù)
三維打印的鈦合金大整體主軸承結(jié)構(gòu)等大型零件的金屬材料性能可以達(dá)到或接近鍛件的水平。利用三維打印技術(shù)對渦扇發(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了三維打印和零件基體結(jié)合區(qū)域的性能，以滿足零件的要求。與傳統(tǒng)焊接相比，金屬3D打印修復(fù)具有以下特點(diǎn)：
主要結(jié)果如下：(1)熱影響區(qū)小，不影響基體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布；
（2）無需加熱及后續(xù)熱處理;
（3）3D打印結(jié)構(gòu)緊湊，與基體冶金結(jié)合，性能接近零件原始結(jié)構(gòu)。
(4)三維打印區(qū)的組織和性能達(dá)到鍛件的水平；
（5）自動化控制，加工余量少。
1.1 大型鍛件局部3D打印成形
以AP 1000核電主管線為例，要求超低碳氮控不銹鋼整體鍛造。鍛件生產(chǎn)的主要難點(diǎn)是形成兩個噴嘴，鍛件的材料利用率低于15%。受渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)葉片三維打印修復(fù)技術(shù)的啟發(fā)，核電主管道的成形可以簡化為鍛造或擠壓不銹鋼管+三維打印噴嘴。該方法可大大降低核電主管道的生產(chǎn)難度和成本。
具有局部難成形特性的大型鍛件，如核電主管線和多噴嘴頭，可通過三維打印成形。該方法在保證鍛件整體質(zhì)量的前提下，大大降低了鍛件的生產(chǎn)難度、成本和周期。此外，大鍛件局部三維打印的思想還可以擴(kuò)展到大鍛件的三維打印拼焊技術(shù)。如果三維打印區(qū)、三維打印區(qū)和基體鍵合區(qū)的金屬材料性能能夠滿足鍛件的要求，說明三維打印焊接鍛件可以替代整體大型鍛件。
1.2 大型鍛件缺陷修復(fù)
大型鍛件表面和內(nèi)部的超標(biāo)缺陷，以及由于材料不足而造成的加工余量不足，可能導(dǎo)致整個鍛件報(bào)廢，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和能源浪費(fèi)。由于焊接組織的性能低于鍛件，鍛件一般不允許補(bǔ)焊，但金屬三維打印技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種情況。目前，金屬3D打印的一些材料性能已達(dá)到鍛造水平。如果三維打印結(jié)構(gòu)與鍛造基體的結(jié)合能夠滿足鍛造的要求，可以采用三維打印技術(shù)對大鍛件的缺陷區(qū)域進(jìn)行局部修復(fù)，提高鍛造合格率。未來，隨著3D打印技術(shù)的改進(jìn)，與大型鑄件的允許補(bǔ)焊類似，大型鍛件也允許3D打印和修復(fù)，這將是大型鍛件生產(chǎn)工藝的革命性突破。
1.3 大型零件在線修復(fù)
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、渦輪葉片、船用曲軸等大型零部件在使用過程中會出現(xiàn)局部裂紋、磨損和變形。傳統(tǒng)的補(bǔ)焊方法只能通過機(jī)加工、預(yù)熱、焊接、機(jī)加工、熱處理等工藝進(jìn)行修復(fù)。維修工作需要在大型專業(yè)設(shè)備上進(jìn)行，但維修面積的性能低于原零部件組織的性能，增加了維修成本，維修周期和維修效果不理想。由機(jī)器人和3D打印技術(shù)組成的便攜式金屬3D打印設(shè)備，可以改變這種狀況，實(shí)現(xiàn)大型零件的現(xiàn)場維修，甚至在線維修。機(jī)器人金屬三維印刷技術(shù)修補(bǔ)大部件的具體操作步驟如下：
（1）確定修理方案，對修理區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理；
(2)利用三維成像技術(shù)對修復(fù)區(qū)進(jìn)行三維逆向建模；
(3)將修復(fù)區(qū)域的三維模型轉(zhuǎn)化為機(jī)械手的運(yùn)動軌跡。
(4)確定3D打印參數(shù)，定位機(jī)器人，修復(fù)；
（5）修補(bǔ)區(qū)域的表面處理和檢查。

3D打印技術(shù)在我國未來發(fā)展的前景分析
在印刷行業(yè)3D打印機(jī)是必備的。3D打印主要由設(shè)備、軟件和材料組成，材料是必不可少的環(huán)節(jié)。目前，行業(yè)研究設(shè)備和軟件，并沒有足夠重視材料研究。三維打印對粉末材料的粒度分布、堆積密度、含氧量、流動性等性能提出了更高的要求。根據(jù)不同的用途，金屬材料制備的工件還要求強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、比重小、燒結(jié)性能好等。同時要求材料無毒環(huán)保，性能穩(wěn)定，滿足打印機(jī)連續(xù)可靠運(yùn)行。功能應(yīng)用越來越廣泛，如導(dǎo)電材料、水溶性材料、耐磨材料等已經(jīng)被提出。當(dāng)然，前提是要保證經(jīng)濟(jì)。同時，隨著三維打印技術(shù)的成熟，金屬材料的形貌也越來越豐富，如粉狀、絲狀、帶狀等。金屬材料在生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和生命力。
此外，雖然 3D 打印減少了切割等環(huán)節(jié)，增加了軟件、設(shè)計(jì)、材料等環(huán)節(jié)，但如果產(chǎn)品合格率低造成的浪費(fèi)，實(shí)際節(jié)省的成本仍然難以推廣。事實(shí)上，印刷成本過高是不爭的事實(shí)。每克的成本是10到100元，在某些行業(yè)可能不值得?？傊?，3D打印的價(jià)值將經(jīng)歷一個漫長的過程。然而，當(dāng)你真正看到樹脂產(chǎn)品和工藝從三維打印機(jī)出來，你可能仍然對這**行的技術(shù)有點(diǎn)失望。印刷時間長，精度不夠，色彩不那么逼真。然而，所有這些并不能阻止3d打印成為熱門話題。畢竟，它還處于初級階段，成熟后，確實(shí)會改變生產(chǎn)方式，使我們的生活發(fā)生一些變化。
今天，很多飛機(jī)部件都是3D打印的，當(dāng)然，保證這些部件的質(zhì)量是非常重要的。雖然添加劑制造具有巨大的潛力，但確保印刷質(zhì)量和了解如何達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量是一個值得研究的領(lǐng)域。
模擬可以幫助這一點(diǎn)，模擬可以證明和模擬金屬激光熔煉的過程和價(jià)值。它不僅有助于減少故障，而且有助于提高零件的質(zhì)量，有助于縮短制造商的學(xué)習(xí)曲線。
你猜怎么著？你不必付這么昂貴的學(xué)費(fèi)?！?br> 許多制造商不知道如何考慮材料的特性以及這些特性如何影響最終產(chǎn)品或其加工性能。大多數(shù)時候，我們都能得到滿意的印刷效果，基于廠家的不斷嘗試，不斷“交學(xué)費(fèi)”的結(jié)果。
模擬研究了粉末材料在激光燒結(jié)過程中的行為預(yù)測以及不同材料性能對產(chǎn)品性能的影響。
當(dāng)然，除了材料的特點(diǎn)外，在不同材料添加制造設(shè)備的細(xì)節(jié)上也有許多不同之處。建模和仿真的挑戰(zhàn)是捕捉特定制造商的獨(dú)特性。從質(zhì)量和認(rèn)證的角度來看，仿真軟件需要與不同的設(shè)備協(xié)作，根據(jù)物理可量化的機(jī)器參數(shù)建立數(shù)據(jù)文件。其他因素，包括粉末后處理變體，也需要考慮性能的添加劑制造結(jié)果。
這帶來了模擬的復(fù)雜性。相對來說，實(shí)現(xiàn)材料添加制造建模所需的幾何形狀比較簡單，難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)非常嚴(yán)格的性能標(biāo)準(zhǔn)，包括強(qiáng)度和疲勞性能，尤其是在航空航天領(lǐng)域。
仿真軟件本身也需要不斷優(yōu)化，這就需要整合整個增量制造生態(tài)系統(tǒng)。仿真軟件需要與機(jī)器制造商合作，以獲得設(shè)備物理參數(shù)的權(quán)利。需要與材料供應(yīng)商合作，確保材料的科學(xué)指標(biāo)是正確的。它需要與測試專家合作，以確保它正在進(jìn)行中。測試的部件是正確的；需要與用戶合作，以確保更多的預(yù)測與實(shí)際結(jié)果相匹配。根據(jù)所有材料、設(shè)備和產(chǎn)品的關(guān)鍵信息，預(yù)測如何改變材料、機(jī)器和模型。模擬的最終目標(biāo)是讓人們不需要支付“學(xué)費(fèi)”，把設(shè)備當(dāng)作測試產(chǎn)品。模擬的目的是為了避免浪費(fèi)時間、金錢和錯誤。
傳統(tǒng)制造業(yè)是如何運(yùn)作的？
1、傳統(tǒng)工藝：從設(shè)計(jì)師到制造商
如何將一個想法變成現(xiàn)實(shí)？幾十年來，這一直是一個古老的故事。工程師設(shè)計(jì)零件并決定其形狀、材料和其他因素，就這樣，一個基本的原型就可以被制造。但是，當(dāng)涉及到制造最終用途的零件時，工程師必須找到一個制造商能夠使零件達(dá)到專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模。零件可以在任何地方設(shè)計(jì)，但是制造這些零件需要大量的機(jī)器。
根據(jù)所制造的零件，制造商可以使用任意數(shù)量的制造工藝來制造。它們可以使用機(jī)械加工，其中一大塊金屬被切割成所需的尺寸和形狀；它們可以將金屬片彎曲和壓印成一種新的形狀；它們可以使用鑄?；蚬ぞ邚囊后w塑料中制造大量零件。
像這樣的傳統(tǒng)制造工藝是非常有用的，并將繼續(xù)使用多年。然而，他們也有自己的缺點(diǎn)。
2、傳統(tǒng)制造業(yè)的弱點(diǎn)：
1）廢料；
2）附加設(shè)備；
3）熟練勞動力。
傳統(tǒng)制造技術(shù)中最常見的一種是“減法制造”。這個術(shù)語是用來描述那些將一大塊不成形的材料切割成所需形狀的過程。最常見的減法制造形式是數(shù)控加工。但是，雖然減法制造對于高質(zhì)量材料的加工是很好的，但它并不總是有效的。這是因?yàn)橛脺p法工序制造零件必然產(chǎn)生多余的材料：起始塊或“工件”必須大于最后一部分，因?yàn)楣ぞ咦罱K會將其切割成符合尺寸的零件，所有被切下來的東西都變成了廢物。
此外，傳統(tǒng)的制造工藝往往需要額外的設(shè)備。鑄造過程需要一些東西，如模具和模具，這需要時間和金錢來制造，但當(dāng)工作完成或達(dá)到壽命時，它們最終會被丟棄。
最后，實(shí)際安裝和操作這些傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)是一個小問題。傳統(tǒng)的機(jī)器通常占用很大的占地面積，這就產(chǎn)生了對大工廠空間的需求，而這是需要花費(fèi)大量的資金來租賃或購買的。雖然有些過程（例如數(shù)控加工）是由計(jì)算機(jī)控制的，但許多過程需要熟練的機(jī)械師手工操作。所有這些問題都成了企業(yè)進(jìn)入傳統(tǒng)制造業(yè)的阻礙。

3D印刷的新技術(shù)"智能微鑄造"，由華虹科技大學(xué)數(shù)字設(shè)備和技術(shù)的"張海鷗"教授領(lǐng)導(dǎo)，成功地生產(chǎn)了第一批具有鍛造性能的高端金屬零件的3D打印。長期以來，這一技術(shù)改變了西方主導(dǎo)的“鑄、鍛、磨分離”的傳統(tǒng)制造歷史。
據(jù)了解，雖然3D打印已成為一種前沿制造技術(shù)，但目前全球3D印刷行業(yè)正處于“模型制造”和“呈現(xiàn)”階段。張海鷗團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年的攻關(guān)，自主研發(fā)了微型鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，并創(chuàng)造性地將金屬鑄鍛技術(shù)融為一體。實(shí)現(xiàn)了世界第一的顛覆性的鑄鍛創(chuàng)新，極大地提高了零件的強(qiáng)度和韌性，提高了零件的疲勞壽命和可靠性。
目前，采用“智能微鑄造”印刷的高性能金屬鍛件長度已達(dá)2.2米，約260公斤。現(xiàn)有設(shè)備印刷了飛機(jī)用鈦合金、船用潛水器、核電用鋼等八種金屬材料。
這種微鑄造和鍛造生產(chǎn)的部件、技術(shù)指標(biāo)和性能比傳統(tǒng)鑄件更穩(wěn)定。同時，該工藝以金屬絲為原料，材料利用率達(dá)到80%以上。金屬絲材料的價(jià)格約為目前常用的激光粉末滅火劑的1/10。由于該工藝可以同時控制零件的形狀和組織性能，大大縮短了生產(chǎn)周期：制造了重量為2噸的大型金屬鑄件，過去需要3個多月，只需10天左右。
借助鑄造、鍛造、銑削一體化的三維打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)等軸細(xì)晶、高強(qiáng)度、高均勻性、致密性和復(fù)雜形狀的三維打印，是世界上第一個實(shí)現(xiàn)三維打印的金屬鍛造。該技術(shù)可應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域。
你可能不知道的十大3D打印大型物件-3d打印資訊
3D打印，也被稱為附加制造，使定制生產(chǎn)的小和大對象更加個性化。
3D打印可能是小型定制機(jī)械零件最有用的快速制造。然而，這種技術(shù)也可以產(chǎn)生非常大的結(jié)構(gòu)和物體。

提到3D打印，很多**印象是塑料或樹脂印刷，但事實(shí)上，金屬也可以打印在3D！早在2015年，就有報(bào)道稱西班牙患者植入了世界上*復(fù)雜的三維印刷金屬胸骨。由此可見，金屬立體印刷在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域很早就發(fā)揮了重要作用。
或者金屬3D印刷是要燒結(jié)的粉末層,層間結(jié)合當(dāng)然不好,有缺陷,機(jī)械性能不超過傳統(tǒng)的成型方式。如果你這么想，你就出局了！事實(shí)上，金屬 3D 打印層和層與熔池結(jié)合，縱向性能不差，甚至可以超過橫向。隨著科技的發(fā)展，金屬三維打印的性能已經(jīng)超過了鑄造和鍛造。下面，我們深入了解從金屬3D打印的五個應(yīng)用領(lǐng)域！

手板是用實(shí)物表現(xiàn)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具體直觀，是用創(chuàng)造性的工藝，創(chuàng)新產(chǎn)品！無論機(jī)器設(shè)備多先進(jìn)，手板始終離不開精細(xì)的手工處理；先進(jìn)的軟件可以模擬出非常逼真的產(chǎn)品圖，但手板不是模擬，而是真實(shí)地表現(xiàn)設(shè)計(jì)。任何缺陷與瑕疵都可以在產(chǎn)品開發(fā)的前期得以彌補(bǔ)和改良，廣東手板模型，使產(chǎn)品在開模之前有一個成熟的設(shè)計(jì)，汽車手板模型廠，降低產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
國內(nèi)手板模型工業(yè)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了一個艱辛歷程。自1977年以來，由于我國機(jī)械、電子、輕工、儀表、交通等工業(yè)部門蓬勃發(fā)展，對鑄造模具需求數(shù)量上越來越多，質(zhì)量要求越來越高，供貨期越來越短。因此，手板模型 硅橡膠。在鑄造模具工業(yè)高度重視，將模具列為'六五''七五'規(guī)劃重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，派人出國學(xué)習(xí)考察，引進(jìn)國外鑄造模具先進(jìn)技術(shù)，制定有關(guān)鑄造模具國家標(biāo)準(zhǔn)。通過這一系列措施，使得鑄造模具工業(yè)有了很大發(fā)展，并某些技術(shù)方面有所突破。