金属3D打印技术工艺探索研究

3D打印技术是在原材料的基础上选用层层叠加的形式促使其成型的一种增材制造新技术。为了实现产品性能指标提升、技术创新,现阶段金属3D打印技术在汽车制造、航空航天、生物医疗等领域获得了推广应用。结合当前金属3D打印技术的研究现状展开论述,阐述不同技术的实践应用,明确金属3D打印技术的发展趋势,以期为金属3D打印工艺提供理论依据和实践应用参考。     

金属3D打印技术的应用与发展前景

3D打印技术属于快速成形技术,区别于传统的减材制造,3D打印技术称为增材制造技术。传统零件的制造一般需要刀具和模具,且很难加工于形状复杂、表面不平整的零件。而3D打印技术是借助计算机、激光和数控等现代手段,在电脑里面建立好要加工零件的3D模型文件,模型建立完成后将其导入到切片软件中,设置加工参数,例如加工速度、层高等,设置完成后再将其导入到3D打印机中,打印机拾取加工参数并通过对材料进行逐层打印的方式来实现物体的加工。普通3D打印技术应用的材料一般为树脂、PLA、ABS塑料等,而金属3D打印技术的材料为金属或者合金材料。依据金属3D打印工艺的不同,可大致分为选择性激光烧结技术（SLS）、选择性激光熔化技术（SLM）、电子束选区熔化技术（EBSM）、激光近净成形技术（LENS）、直接金属激光烧结技术（DMLS）以及其他新技术等。金属3D打印技术以其能实现任意形状零件的加工的特点从而在精密制造,航空航天、医疗器械等众多领域得到了广泛应用。     

3D打印发展现状分析及展望

3D打印被认为是第三次工业革命的代表,其对材料的处理方式实现了从等材、减材到增材的转变,完全颠覆了传统加工制造行业减材制造的理念和模式,同时具有直接快速、个性化设计、无难度成型等特点,一直以来都是"智能制造"的重要研究课题之一。为此,本文从工艺技术、行业标准、市场规模等方面分析和归纳了3D打印在国内外的发展现状及存在问题,并对今后的研究方向提出了智能材料、绿色加工、数字化整合等发展趋势的展望,为我国3D打印行业的发展提供了一定的借鉴意义。     

面向敏捷自动化金属3D打印的生产型解决方案

EOS共享模块解决方案是与EOS M 400系列产品集成,以实现高效的增材制造生产的生产型解决方案。该解决方案中的各种模块、运输系统和控制中心软件可以帮助用户在设备加工的同时执行准备、取件、运输和筛粉操作。手动和自动EOS共享模块成套设备均可实现上述目的。     

砂型3D打印技术的实践应用

基于传统砂型铸造工艺过程复杂、生产效率低的问题,提出基于微滴喷射原理的砂型3D打印技术。其能快速获得精密铸型技术,可以实现复杂砂型（芯）的快速制造。砂型3D打印技术可实现铸件组织、性能和铸造缺陷的可控性,降低3D打印成本提高生产效率,符合智能化和绿色化的发展方向。     

3D打印与CNC加工在汽车及零部件制造不同阶段中的应用

对汽车及零部件制造工艺进行了研究并提出:汽车及零部件研发制造或小批量试装阶段,为充分检验零部件使用效果,并确认其工艺性及功能性是否合理,采用3D打印即增材制造技术,对于个别精度要求特高的零部件,可以对增材后的零部件进行二次加工;在汽车及零部件定型后的批量生产阶段采用传统CNC加工即减材制造方法.     

浅谈3D打印技术的发展与应用

3D打印技术也称增材制造技术,是一种新兴的先进制造技术,它的发展会对现存制造业带来革命性的改变。文章简要介绍了3D打印技术与传统制造技术的区别,详细阐述了当前3D打印技术的工作原理与分类,并对3D打印技术的应用前景进行了综合分析。     

增材制造(3D打印)技术发展

增材制造技术俗称3D打印技术,是近30年快速发展的先进制造技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造.本文介绍了增材制造技术设备和应用情况,阐述国内外增材制造技术发展现状,说明增材制造技术发展趋势和关键技术.     

3D打印技术及其在军事领域的应用

近年来,迅猛发展的3D打印技术为制造技术带来了的一场变革。本文阐述了3D打印技术的基本概念和发展状况,介绍了3D打印设备及其工作原理,给出了选择性激光烧结成形工艺等6种3D打印成型工艺,从飞行器零部件制造、无人机与模型飞机、装备保养维修、太空制造和军事电子5个方面论述了3D打印技术在军事领域的最新应用和发展前景。     

3D打印连续纤维复合材料丝材的成形规律

针对3D打印连续纤维增强热塑性树脂复合材料,研究了热塑性树脂在螺杆挤出过程中的流动机理和在纤维界面的浸渍行为,揭示了螺杆转速和牵引速度对复合丝材成形直径和纤维含量的影响规律。提出使用实际浸渍时间和理论完全浸渍时间来共同表征树脂对纤维的浸渍程度,观察复合丝材断面的形貌可知,高浸渍程度的丝材内部空隙较少,树脂和纤维结合更紧密。进行3D打印成形测试,当丝材的浸渍程度从17.25%提高到40.02%,样件的拉伸强度可从132 MPa提高到160 MPa,提高约21%。对样件进行动态力学性能分析(DMA)测试,试验结果表明浸渍程度高的复合材料成形件具有高的存储模量和损耗模量,表明其纤维和基体间的界面结合程度得到了提高和改善。     

激光熔覆技术在金属3D打印中的应用

简述了3D打印中最具潜力和应用价值的金属零件3D打印的分类及发展。详细介绍了基于激光熔覆技术的DMD和LENS金属3D打印的工艺原理及应用,最后分析了其目前的不足之处和未来的发展方向。     

金属粉末3D打印装备的控制系统设计

为了降低工业成本和提高零件机械性能,将金属粉末注射成形技术和快速成形技术相结合,提出了金属粉末挤出堆积快速成形工艺.研究开发了一套基于PCI总线的控制系统,硬件系统以工控机(PC机)为上位机,以ADT-8940A1四轴伺服运动控制卡为核心,伺服电机+驱动器为运动执行元件;开发了基于Visual C++开发环境的快速成形...     

金属3D打印技术在海洋零部件的应用研究

为了优化金属3D打印成形工艺,建立工艺数据库,运用德国EOS M290金属3D打印设备,采用SLM技术,进行某海洋仪器设备中涡轮的打印工艺优化试验和不同零部件对激光填充线距离参数的选择试验.研究结果表明,涡轮45°倒角时打印出现翘曲变形,涡轮直角时打印效果良好,可用直角打印后进行车削加工方式进行倒角;随着激光填充线距离...     

Fiber Traction Printing: A 3D Printing Method of Continuous Fiber Reinforced Metal Matrix Composite

A novel metal matrix composite freeform fabrication approach, fiber traction printing(FTP), is demonstrated through controlling the wetting behavior between fibers and the matrix. This process utilizes the fiber bundle to control the cross-sectional shape of the liquid metal, shaping it from circular to rectangular which is more precise. The FTP process could resolve manufacturing diffculties in the complex structure of continuous fiber reinforced metal matrix composites. The printing of the first layer monofilament is discussed in detail, and the effects of the fibrous coating thickness on the mechanical properties and microstructures of the composite are also investigated in this paper. The composite material prepared by the FTP process has a tensile strength of 235.2 MPa, which is close to that of composites fabricated by conventional processes. The complex structures are printed to demonstrate the advantages and innovations of this approach. Moreover, the FTP method is suited to other material systems with good wettability, such as modified carbon fiber, surfactants, and aluminum alloys.     

浅谈3D打印技术应用于金属加工

本文在查阅大量文献和调研的基础上,以3D打印技术应用于金属加工的一般原理为主线,介绍其定义、发展现状、加工优势、短板及在涉及到金属加工领域时所需的硬件等,并进一步分析3D打印技术在金属加工领域的发展趋势及影响。     

基于最小理论支撑体积的模型三维打印的打印方向分析

针对三维打印过程中,打印后模型的支撑体积需减小的问题,研究了模型打印方向与模型支撑体积的对应关系,提出了一种计算最小理论支撑体积所对应的模型打印方向的方法。介绍了离散网格模型理论支撑体积的理论背景,给出了理论支撑体积的计算方法;分析了理论支撑体积函数的可导性,针对该函数的不可导性,利用无导数优化算法计算了最小理论支撑体积所对应的打印方向。实验表明,所提出的方法能够准确地计算理论支撑体积所对应的打印方向。     

三维重建及3D打印在复杂钣金试制焊接工装中的实践应用

三维重建及3D打印技术目前是较为前沿的技术,逐渐吸引了大众的眼球,成为国内外学者研究的重点.由于三维重建与3D打印技术与所需创造的物体结构复杂程度无关,所以现阶段我国创造出利用三维技术和3D打印技术形成成形块用于一种新型焊接定位的技术,从而达到高精度的定位和焊接,快速高效完成产品,提高产品质量,从而实现了现代汽车产业复...     

柴油机机体三维建模及有限元模态分析

应用有限元理论模态分析,对SF480型发动机的机体进行了动态特性研究.首先,在Pro/E中建立机体的三维实体模型,再导入ANSYS中进行网格划分,得到其有限元模型,采用子空间迭代法进行模态求解得到前10阶固有频率和振型;其次,通过理论模态与实验模态参数的对比,验证了结果的有效性,并分析了机体模态的规律,为该类型发动机的机体结构优化提供了一定的参考依据.     

金属零件3D打印技术现状及研究进展*

简述了国内外的金属零件3D打印技术的研究现状及最新进展,包括选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术、激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping, LENS)技术和电子束选区熔化(Electron Beam Selective Melting, EBSM)技术,并针对作者实验室的工作方向——SLM直接制造,具体分析了金属零件3D打印技术研究热点和难点以及具体应用.