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。     

微纳增材制造微圆柱结构的形貌分析与工艺优化研究

针对目前亚像素微扫描的LCD式光固化3D打印技术在微纳结构增材制造中存在的典型打印瑕疵,通过优化打印工艺和分析打印结构,以提高打印成型质量和生产效率。首先,通过对打印材料后处理工艺研究,设计单因素试验并打印平板模型,分析后固化时长对零件硬度、粗糙度及形貌影响规律。其次,结合打印工艺参数,设计正交试验并打印圆柱阵列模型,分析打印层厚、曝光时间、振动次数对微圆柱成型的影响规律。结果表明：后固化时间在5～10 min时,后固化效果最优,此时表面粗糙度Ra值约为29 nm,邵氏硬度在88 HD左右。打印工艺参数对微圆柱直径尺寸影响大小排序为：曝光时间>打印层厚>振动次数。在均衡打印质量和打印效率的前提下,打印参数优化后,打印直径50 μm,高度210 μm的微圆柱结构应采用打印层厚10 μm,曝光时间2 500 ms,振动次数64 x的打印工艺参数。     

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.     

生物3D打印研究进展：动物、植物及微生物细胞的增材制造

生物有机体的仿生制造对人类探索和运用生命机制具有重要意义。生物3D打印基于计算机三维模型,精准控制活细胞、生物材料、生化因子等物质的空间位置,可以模拟人体的组织结构,制造具有复杂异质性的仿生生物组织,并应用于基础研究和临床转化。近年来,生物3D打印技术还拓展到了植物细胞培养以及微生物合成发酵等领域,展现出巨大的应用潜力。本文将对生物3D打印技术的基本原理及最新进展进行介绍,并从动物、植物和微生物细胞打印三方面综述应用现状及挑战,以期对广义生物3D打印的技术发展及应用趋势进行全面梳理。     

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。     

增材制造聚乳酸脂与碳纤维核心温度对比研究

为了测量增材制造(additive manufacturing,简称AM)过程中层叠结构打印模型内部核心的温度变化特征,通过将光纤光栅(fiber bragg grating,简称FBG)传感器植入两种耗材(包括碳纤维与聚乳酸脂)的模型内部,研究在增材制造过程中两种打印耗材的材料特性,实现两种材料模型在增材制造打印制作...     

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,...     

增材制造SLM工艺对Ti6Al4V表面织构成型质量的影响

为了探究增材制造SLM工艺对“一步法”制备Ti6Al4V表面织构实际成型尺寸和形貌等成型质量的影响,文章采用金属3D打印机在选择性激光熔化(SLM)工艺下制备表面具有不同理论织构直径和深度的Ti6Al4V钛合金试样,观察并分析得到凹坑织构边缘和底部的未熔物随着织构直径和深度的增大而增多。随着理论织构深度增加,D400试样凹坑织构的实际直径和平均直径误差均先增加后减小,平均直径误差最小为2.08%;D800试样凹坑织构的平均直径误差呈下降趋势,最小为2.84%。而D400试样凹坑织构的平均深度误差逐渐减小,最小为2.23%;D800试样凹坑织构深度方向成型精度较低。3D打印一体成型可以在Ti6Al4V钛合金表面制备较好的凹坑织构,且实际凹坑织构在直径方向的成型质量优于深度方向。     

增材制造技术发展与应用探索

众所周知,增材制造技术(3D打印)作为一种革命性技术被大家认可。近几年来,3D打印经历了默默无闻期、吹捧神化期、感叹失落期、冷静上升期、扎实落地期五个阶段,3D打印走向了成熟期,最后以技术应用为最终落脚点。广泛深入研究和探索3D打印增材制造技术应用方向,成为每位3D打印工作者和各领域技术工作者的新课题。3D打印在应用过程中不断完善与多学科技术融合,将大大提高各领域的生产能力和生产效率,悄无声息的改变着人类的生产和生活方式。     

基于电脉冲的铁基非晶薄带增材制造试验研究

为了解决铁基非晶材料成形过程中狭窄的工艺窗口难题,提出了一种采用非晶薄带作为原材料,施加快速电脉冲同时辅以微压力的增材制造新方法,并成功实现了小功率非晶材料异形构件的增材制造,并通过动态电阻分析,进行工艺优化调控。采用脉冲电源精准调控热输入的方式实现非晶材料热塑性成形原理,即在临界温度略高于玻璃化转变温度(TG),但远低于熔化温度(TL),可采用快速加热材料到TG使其软化,并辅以小压力成形,同时提供足够高的冷却速率,晶相的成核可以被完全抑制。进一步,对该方法成形样件采用X射线衍射、差示扫描量热仪、扫描电镜和透射电镜进行物相及显微组织分析。测试结果表明,打印结合部位仍保持原有的非晶结构,并具有较高的拉伸强度。由于其成形功率低,工艺过程无需复杂的真空或惰性气体条件,该方法可以成为非晶材料增材制造及金属太空制造有吸引力的解决方案,尤其适用于电磁屏蔽等非晶异形构件的3D打印。     

增材制造在航空航天与汽车领域的创新应用

近年来,随着增材制造(又称“3D打印”)工艺的快速发展,这一新兴的制造技术开始进入大众及专业工业领域的视野。凭借其在品质、性能、效率和成本上的优势,增材制造技术目前已被引人模具、医疗、汽车.航空航天及能源工业等领域,无论是模具中高度优化的随行水路应用,还是燃气轮机叶片的结构优化及冷却通道应用,皆已获得市场及应用方专业人士的认可。     

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。     

增材制造成形方向对冲蚀磨损性能的影响*

增材制造的零部件由于逐层制造而具有各向异性,为研究成形方向对冲蚀磨损性能的影响,采用激光同轴送粉工艺制备逐层堆积的铁基合金熔覆层,并对其显微硬度、金相组织、微观组织及冲蚀后表面形貌进行分析。水平表面(XY)、横截面(YZ)和纵截面(XZ)的显微观察表明:各方向的微观组织结构与热流方向、熔合线密切相关,进而显著影响了细晶区的分布和数量;堆积熔覆层水平上表面的平均显微硬度最大,横截面的平均显微硬度次之,纵截面的平均显微硬度最低;由于冲蚀过程中的加工硬化,弱化了各成形方向之间冲蚀磨损性能的差异,进而导致各成形方向上相似的冲蚀磨损形貌。冲蚀磨损试验表明,堆积熔覆层的冲蚀机制以微切削和犁削为主,堆积熔覆层水平表面的抗冲蚀磨损性能最好,纵截面的抗冲蚀磨损性能最差。     

增材制造工艺匹配性评估的宏微观决策模型

增材制造存在悬空区域难制造、不同结构和不同性能要求零件的可成形性难预测等突出问题,提前评估工艺的匹配性和合理性具有重要意义。提出了一种宏微观一体化综合决策模型,从增材制造工艺角度评估零件的可成形性,根据打印零件的效果推演出最佳的成形策略。宏观决策阶段建立设计需求与制造工艺间的数学模型,从可成形性角度评判工艺的匹配程度;微观决策阶段建立表面粗糙度、支撑结构体积和打印时间的数学模型,从打印质量的角度优化打印工艺。最后,以拓扑优化的梁结构零件为例,利用建立的综合决策模型优化其打印工艺,结果表明,实际打印结果与模拟打印结果一致,验证了数学模型的有效性。     

“新工业革命与增材制造国际研讨会”及3D打印展示会

当前,新一轮世界科技革命正在孕育,以增材制造技术（俗称3D打印）为重要代表的第三次工业革命初见端倪。增材制造技术是利用计算机设计数据,采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术,增材制造技术与传统制造技术的融合发展将对未来制造业产生重要影响。欧美发达国家密切关注这一最新动向,加紧战略部署,推动增材制造技术创新及产业化。     

从Rapid.Tech看3D打印与增材制造技术发展趋势

在快速制造方面,3D打印技术与增材制造（AM）工艺得到快速发展.鉴于AM表现出来的巨大工业潜力,2014年5月中旬,在德国爱尔福德举办的Rapid.Tech展会吸引了来自多个国家和地区的观众、专家、研究人员和用户,了解并讨论了增材制造这一新的制造技术的当前发展水平、研究成果和发展趋势.     

基于3D打印教具设计与制造

重点阐述3D打印技术对教具设计与制造的作用,针对教具的设计与制造耗时、更新速度慢、生产成本高等问题,通过结合3D打印技术进行教具的单件小批量生产,达到降低教具设计与制造成本,普及立体化教具的教学作用。     

砂型增材制造中铺砂过程建模研究

为探究影响粉末粘结类3D打印工艺成型质量的因素,文章在砂型打印的砂床铺设阶段,基于固体力学进行辊子半径和铺砂质量之间的规律进行分析,得到铺砂质量随辊子半径的变化趋势,给出了砂床规模给定的情况下辊子半径大小的取值范围。采用离散元仿真软件建立了铺砂阶段的数值仿真模型,完成了不同尺寸辊子铺砂后砂床质量评价,通过仿真给出了铺设较高质量砂床的辊子半径取值范围,其结果与理论计算一致性较高,证实了理论分析的有效性。     

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...     

激光增材制造工艺过程的有限元模拟

激光增材制造工艺过程中热应力的大小及变化规律显著影响加工质量和工件的可靠性,为了明确激光增材制造过程中热应力的变化,采用生死单元技术对激光增材制造过程进行模拟,并采用双椭球热源模型模拟激光热源,从而计算激光增材制造过程中温度场分布、热应变及热应力变化过程。计算结果表明,激光增材制造过程中,增材厚度、增材层数等制造工艺对整体温度场影响较大,增材厚度越大,增材层数越少,激光增材制造峰值温度越低,材料温度变化幅度越小。在激光增材制造过程中,出现明显拉应力,有可能是导致激光增材制造过程中材料断裂的重要原因。激光增材制造过程中,变化的热应力具有峰值较高,变化速度较快,持续时间较长的特点。