陶瓷挤出和喷射增材制造技术研究进展

增材制造技术被认为是解决复杂结构陶瓷零部件制造的有效新途径之一.其由点-线-面-体累加成型的制造过程还为具有特殊宏微观结构的陶瓷零部件赋予了一体化的结构功能特性.综述了熔融沉积造型、挤出直写、喷墨打印以及粘接剂喷射等四种基于挤出或喷射成型原理的陶瓷增材制造技术的历史起源、工作原理、原材料制备以及打印工艺研究等内容,并结合研究实例探讨打印件性能与应用研究.通过不同技术的特点对比,提出目前陶瓷挤出喷射增材制造技术面临的主要挑战并进行了展望.     

陶瓷零件的增材制造技术

增材制造技术是９０年代发展起来的新技术，具有许多突出的优点，本文简要介绍了常用的增材制造技术，着重介绍了陶瓷元件的增材制造技术，并对与之相关的问题进行了讨论。     

陶瓷增材制造技术在齿科领域的应用现状

陶瓷材料因其生物相容性、化学稳定性、机械强度和美学特性而广泛用于牙科领域,以修复、替换受损或缺失的牙齿.但是,陶瓷产品在加工生产方面存在一些问题,需要对生产过程进行非常严格的控制,才能获得具有足够机械性能的牙齿件.增材制造是一项新兴技术,该技术能够以可持续、更经济的方式生产定制复杂的齿科产品.尽管增材制造前景非常光明,但目前陶瓷增材制造齿科材料的研究仍不足,需要做进一步的工作才能使其广泛应用于齿科领域,因此综述了陶瓷材料增材制造在牙科领域的应用现状,介绍了主要的可打印材料、最常用的技术以及应用案例,并总结了齿科陶瓷增材制造发展面临的挑战.     

摩擦搅拌增材制造发展概述

针对目前国内外增材制造技术做了归纳与总结,重点分析研究了摩擦搅拌增材制造(Friction Stir Additive Manufacturing,FSAM)技术在国外研究的发展状况。FSAM最早在美国提出,并在美国掀起研究热潮。FSAM可以分为两大类,即:损耗型搅拌针的FSAM和非损耗型搅拌针的FSAM;又根据制造过程的工艺特点分为3种典型模式,即:损耗沉积模式、以板材为进料模式及以粉末为进料模式。这些不同模式的FSAM在美国和印度取得了突破性进展,为摩擦搅拌增材制造的产业化发展奠定了基础。同时,国内也成功实现了颗粒料的增材制造,且成型件有较好的机械性能。最后,给出了FSAM技术的发展趋势和应重点关注的内容。     

增减材复合制造加工FDM薄壁样件研究

研究了增减材复合制造加工熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)薄壁零件的方法.结合增材制造和减材制造,改造传统独立双喷头3D打印机,修改右侧喷头为数控铣刀,在3D打印模型切片时对模型外轮廓进行识别和处理,生成数控加工代码,自动集成到3D打印G代码中,可对薄壁零件进行直接打印,并获得高...     

共形电子的增材制造技术

共形电子部件不但具备电磁信号收发、承载防护、选择性透波等功能,而且能够与载体平台共形,保持其空气动力学和电磁隐身性能,不但是下一代武器平台的重要标志,更是其制信息权的重要体现。此外,共形电子在健康监测、5G/6G通信、智能交通等领域也有广阔的应用前景。然而,传统的制造方法不但难以成形多层自由曲面电路,更难以实现共形电子制造过程中形状和性能的优化调控,无法满足高密度、高性能的结构功能一体化共形电子的制造需求。增材制造不但可将多层曲面电路、支撑防护结构同步成形,而且便于在成形过程中调控工艺参数、优化成形件形状和性能,是一种极具潜力的制造方式。文中综述了共形电子增材制造的研究现状,分析了典型工艺的特点和面临的技术挑战,指出控形控性的一体化喷射成形是共形电子增材制造的重要发展方向,并在此基础上论述了一体化喷射成形制造的关键科学问题、技术挑战和最新进展。     

增材制造技术的现状和产业前景

介绍了增材制造技术的国内外发展水平及其现状,重点分析了增材制造技术的产业链、技术瓶颈以及市场前景。增材制造技术未来的发展,需要先解决诸如材料等关键问题,其次实现功能部件的应用。     

增材制造 技术引领未来

增材制造俗称3D打印,是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、光固化和喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术,体现了信息网络技术与先进材料技术还有数字制造技术的密切结合,是先进制造业的重要组成部分。     

金属颗粒冷态高速微喷射增材制造工艺研究

针对金属零件三维自由直接成形工艺中普遍存在的高能耗、高热残余应力等问题,提出了金属颗粒冷态高速微喷射增材制造新工艺。以常温下的高压氮气作为加速气流,利用微喷枪将微米级的金属粒子加速至其临界速度以上形成沉积。针对高速微喷射增材制造平台搭建、具有高加速性能与高分辨率的微喷枪设计展开了研究,并在此基础上,进行了单点成形与单线成形的试验研究,通过最小特征尺寸的大小与稳定度分析新工艺成形精度与成形质量,通过微观结构与显微硬度分析新工艺成形件的基本力学性能。试验结果表明:在一定范围内,通过喷射压力的变化可以实现单点成形尺寸的线性可控,通过喷射压力与导轨移动速度可以实现直线成形线宽与层厚的线性可控;试验中的0.9 mm的最窄线宽与低于8%的线宽波动量保证了该工艺一定的加工精度与成形质量;致密的微观组织结构与较高的显微硬度值保证了该工艺成形件良好的力学性能;多层扫描时层与层之间致密结合保证了该工艺逐层累加制造的能力。研究表明,金属颗粒冷态高速微喷射是一种稳定可控,可行的增材制造新工艺。     

4D打印——智能构件的增材制造技术

4D打印技术自2013年提出以来就引起了学术和工业界的广泛关注,它属于智能构件的增材制造技术,是在材料、机械、力学、信息等学科高度交叉融合基础上产生的颠覆性制造技术。讨论了4D打印的概念与内涵;介绍了4D打印在航空航天、汽车、生物医疗和软体机器人等领域的应用前景;阐述了4D打印在智能构件设计、模拟仿真、数据处理与工艺规划、材料、成形工艺与装备和智能构件的功能评测等方面的发展现状以及目前存在的一些问题;提出了关于4D打印的研究思考,最后指出了4D打印的未来发展方向和研究重点。     

增材制造用球形金属粉末主要制备技术的研究进展

球形金属粉末作为金属增材制造的重要原材料,其特性对增材制造制件性能具有重要的影响.高效制备高品质球形金属粉末成为促进增材制造技术升级和产业化应用的重要发展方向.介绍了主要的球形金属粉末制备技术,包括气雾化法、等离子旋转电极雾化法和等离子雾化法,重点论述了技术原理和重要工艺参数对粉末特性的影响规律,并展望了3类技术的未来发展方向.     

TiAl基合金的增材制造技术研究进展

TiAl基合金是一种新型的轻质高温结构材料,在航空、航天领域具有很好的应用前景.增材制造技术作为一项先进的快速近净成形技术,非常适合用于具有复杂结构、高精度要求的发动机高温结构件的制造.在分析相关文献的基础上,评述了国内外TiAl基合金增材制造技术主要研究进展,包括激光熔化沉积、激光选区熔化、电子束选区熔化和电弧熔丝等...     

金属异质材料增材制造研究进展

极端复杂工况条件对材料的功能性提出了新的发展需求,金属异质材料增材制造技术相比传统制造技术在异质材料零件的制造上具备更大的优势,在航空航天、生物医学、汽车工业等领域中均具有广阔的应用前景,可以满足这些领域对部件的高性能、多功能化需求.根据近年来金属异质材料增材制造技术的研究进展,评述了电弧、电子束和激光增材制造技术在异...     

高能束增材制造钛铝合金的研究进展

选区激光熔化和电子束选区熔化增材制造是较理想的先进高能束增材制造技术.选区激光熔化和电子束选区熔化制备钛铝合金的组织细小,力学性能明显优于铸造合金的,成形后通过合理的热处理工艺,合金能获得良好的高温抗蠕变性能和延展性.高能束增材制造技术很好地解决了传统钛铝合金构件成形问题.综述了钛铝预合金粉末的制备工艺、选区激光熔化和...     

陶瓷球轴承的制造工艺及其相关技术

陶瓷轴承是应高速化要求而产生的，它具有很多优良性能，但制造工艺难度也很大。文章讨论了陶瓷材料的选择，陶瓷球和内外套圈和加工与检测，以及陶瓷球轴承的结构设计等重要问题。     

梯度功能合金的增材制造技术研究进展

梯度功能材料是由两种或多种材料复合且成分呈连续梯度变化的一种新型复合材料,在当今飞速发展的工程领域受到了广泛的关注。但传统的梯度功能材料制备技术无法满足航空、医疗、军事等工业领域的需要。而增材制造作为一种新兴技术,提供了一种全新的思路来解决梯度功能材料的制备问题。系统总结了增材制造制备梯度功能合金的主要方法,讨论了利用激光熔覆与选区激光熔化技术制备钛基、铁基及金属-陶瓷等梯度合金的研究现状及在相应领域的重要应用,并结合现有工作论述利用选区激光熔化制备连续梯度功能合金的原理与研究进展,最后阐述了利用增材制造技术制备梯度功能合金的挑战和机遇,并展望了本领域的未来发展方向。     

复杂结构与高性能材料增材制造技术进展

增材制造具有逐点熔凝、分层制造的工艺特征,一方面可实现三维复杂结构零件的快速制造,另一方面可实现材料的高性能化。基于增材制造技术在复杂结构及高性能材料制备方面的巨大技术优势与应用前景,综述了增材制造技术在点阵结构、大型薄壁结构、复杂曲面结构、一体化结构等典型复杂结构,以及在铁基合金、镍基合金、钛基合金、铝基合金、金属间化合物、功能梯度材料、陶瓷等高性能材料方面的研究现状与技术进展,并对增材制造技术在结构设计、专用材料体系、新材料研发、修复与再制造以及数据库与标准等方向的未来发展趋势进行了展望。     

复杂陶瓷型芯增材制造及浇注工艺验证

针对多层内腔空心涡轮叶片用复杂陶瓷型芯,研究基于光固化的陶瓷型芯增材制造方法.采用光敏树脂与熔融石英粉混制的陶瓷浆料,通过DLP增材制造设备进行陶瓷型芯坯体制备,再经过脱脂烧结工艺获得可用于实际浇注的陶瓷型芯.光敏树脂活性单体选用1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate,HDDA)和...