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。     

工业级3D打印机调研

随着3D打印技术的飞速发展,在工业、电子、军事、航空航天、医疗、建筑等领域的应用日益广泛,文中着重介绍了工业级3D打印机及3D打印材料在工业领域的应用情况。     

3D打印技术在医疗领域的应用进展

首先简单地介绍了医疗领域中所应用的3D打印成型工艺,并从成型精度、材料、成本等方面进行了简单比较,然后重点介绍了3D打印技术在医疗模型、永久植入体、组织工程支架和具有生物功能性的仿生三维结构体等4个应用领域内的最新进展,最后指出了多材质、全彩色、多孔模型及可降解材料是未来医疗领域3D打印技术的发展方向.     

3D打印再制造目前存在问题与应对措施

3D打印技术是一种节材、节能且经济效益突出的绿色先进制造技术,已在金属零件直接成形、生物医疗等行业得到了广泛应用,但其在装备零部件再制造领域的应用目前还处于初级阶段。介绍了3D打印再制造的内涵,并通过对3D打印再制造技术流程的分析指出：相比3D打印直接制造,3D打印再制造涉及技术领域更广,过程更复杂;3D打印再制造目前还存在技术相对单一、设备便携性差、效率低下等问题。最后,针对这些问题,提出了构建一体化再制造软件系统、开发桌面化3D打印系统以及大力开展远程3D打印再制造等相应的应对措施。     

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.     

多轴3D打印技术研究进展

3D打印技术通过逐层堆积的方式成型，克服了零件制造的几何限制，受到了学术界和工业界的广泛关注。但这种定向构建方式会导致零件存在阶梯效应，强度不足且需要添加支撑结构等一系列问题。为了解决传统层式打印存在的问题，研究人员开发了多轴3D打印技术。多轴3D打印技术使用多自由度机器人对零件进行动态构建，克服了传统层式打印的限制，显示出了极高的零件制造灵活性。鉴于此，对多轴3D打印技术进行了回顾，首先分析了传统3D打印存在的一些问题，然后综述了多轴3D打印技术的研究进展，包括多轴3D打印技术在路径规划、零件力学性改善、去支撑化、消除阶梯效应以及大尺寸打印上的研究概况。最后探讨了多轴3D打印技术目前存在的问题和未来可能发展的方向。     

3D打印技术在航空制造领域的应用进展

3D打印技术作为近年来增材制造领域的研究热点,由于具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,而在航空航天制造领域得到了广泛研究和应用.本文阐述了3D打印技术的主要技术手段与国内外研发机构,并叙述了3D打印技术近几年在航空制造领域的研究和应用现状,对3D打印技术未来的发展趋势进行了探讨和分析.     

3D打印成型工艺及材料应用研究进展

系统阐述了当前几种主流的三维打印成型工艺的技术特点,着重介绍了三维打印所用材料的特点、改性研究及应用领域.最后结合国内外研究的最新进展,对三维打印材料及相关技术进行了展望.对进一步研究3D打印的成型工艺技术,拓展3D打印材料的种类及应用范围具有指导意义和参考价值.     

机械工件3D打印关键技术分析

以3D打印技术作为切入点,详细阐述3D打印技术的原理、特点与发展现状,研究了3D打印技术在机械工件加工制造活动中的关键性技术,并对3D打印技术在加工曲轴零件、箱体类零件、液压阀块三类机械工件中的应用情况开展实例分析。旨在论证3D打印技术的应用可行性,进一步扩大技术应用推广范围,建立起以3D打印技术为核心的新一代机械工件加工制造体系。     

软体机器人3D打印制造技术研究综述

基于弹性、软质材料的软体机器人变形能力强、人-机-环境共融性好,在工业、医疗、家庭服务等众多领域具有良好的应用前景.软体机器人是本体、驱动、感知等高度集成的新型机电一体化智能系统.软体机器人呈现的诸多新特征给机器人领域的制造、驱动、建模、感知及控制等技术带来了全新的挑战.软质材料3D打印技术与装备的快速发展为软体机器人制造实现提供了有力支撑.首先,介绍了主流软质材料3D打印技术的基本原理与特点,包括熔融沉积成形、直接墨水书写、喷墨打印、光固化成型和选择性激光烧结3D打印技术.然后,针对软体机器人一体化制造发展需求,介绍了多材料3D打印、4D打印、嵌入式3D打印等前沿技术.最后,介绍和分析了国内外基于3D打印技术的软体驱动器和柔性传感器经典案例,结合控制-传感-驱动一体化的类生物结构软体机器人发展需求,预测了未来3D打印技术主要发展趋势与技术挑战.