增材制造是什么意思?

增材制造(Additive Manufacturing,简称AM)是一种基于数字模型设计、逐层递增构建实物的制造技术。与传统的制造技术(如铸造、加工、成型等)不同,增材制造是通过逐层添加材料来制造零部件,而不是通过去除材料或者在材料中进行切削来达到设计要求。通过增加材料来构造零部件,增材制造可以生产出通常无法通过传统制造方式制造的高度复杂、精细的几何结构,也可以减少材料的浪费和制造时间。

相较于传统的制造技术,增材制造具有以下优点:

1. 可以生产出设计复杂、难以制造的几何结构,例如薄壁结构、空心结构、内腔、悬空结构等。这些结构的生产通常需要延用或仅通过现代计算机模拟才能较为精准地进行。

2. 增材制造能够大幅度降低制造成本。传统的制造方式通常会造成高达90%的材料浪费,而增材制造可以精确控制材料使用量,从而减少材料浪费。

3. 增材制造生产零件的速度相对较快。传统制造方式需要制造模具并进行繁琐的制造流程,而增材制造只需要先进行3D打印文件生成,并且能够基本自动化地进行零件制造。

4. 增材制造能够制造出一些传统制造技术无法实现的零件,如无缝焊接的金属部件、复合材料部件、高温合金等。这些材料在增材制造的过程中能够被精细地控制。

增材制造技术是由CAD(计算机辅助设计)文件转化为一系列分层指令。增材制造的过程可以大致分为以下几步:

1. 制定CAD文件:设计人员使用CAD软件创建零件的3D模型,并且对零件的几何形状、尺寸、表面粗糙度等属性进行规划和定义。

2. 制造预备文件:将CAD文件转换为STL(文本化三角面片)文件,这个文件是3D打印机进行制造准备过程中的必要文件。

3. 制订切片数据:使用先进的Cura等软件,将STL文件转换为3D打印机可以理解的数字化文件。

4. 启动3D打印机:处理器接受数字化的文件,并且按照逐层递增的步骤来制造零部件,每一层需要经过构造、固化等过程。

5. 消融固化:这个阶段是针对一些特定材料进行的。在这个生产过程中,激光光束将粉末或者金属层消融,并且在固化的过程中,层与层之间自然粘附成整体。

增材制造技术已经被广泛应用于机械、汽车、航空航天、医疗和消费电子等领域。下面,我们讨论几个典型行业中的应用案例。

1. 汽车制造:汽车加速器踏板、自定义软件驾驶员座舱等。

2. 航空航天:涡轮叶片、航空中的一些复杂结构件等。

3. 医疗:口腔种植体、人工关节、高度个性化的器官重建等。

最后,值得注意的是,虽然增材制造技术已经具备了广泛应用的条件,在实际应用中还需要考虑诸如成本和性能等因素的影响。无论如何,增材制造技术的日渐成熟,为未来的工业革命开启潜能。

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作者:网友投稿
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来源:轩哥技术分享
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