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《增材制造——3d打印的正稱.doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、增材制造——3D打印的正稱摘要:三維打印具有狹義和廣義兩種概念,廣義上的三維打印在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和政府文件里被稱為增材制造。文章還介紹了增材制造技術(shù)相關(guān)的多種制造工藝。關(guān)鍵詞:增材制造,三維打卬中圖分類號(hào):N04;TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-8578(2013)04-0046-04收稿日期:2013-07-15作者簡介:余前帆(1969—),男,江西樟樹人,碩士,全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)副編審,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等。通信方式:yuqf@cnctstgovcrio近來,3D打印這一名詞頻頻出現(xiàn)在有關(guān)科技創(chuàng)新的新聞報(bào)道中,越來越多的讀
2、者開始注意到3D打印技術(shù)和3D打印機(jī)。這種數(shù)字化信息技術(shù)與新材料的結(jié)合,被西方媒體譽(yù)為將帶來“第三次工業(yè)革命”的新技術(shù),已經(jīng)開始撼動(dòng)傳統(tǒng)的制造行業(yè),必將催生以定制式數(shù)字制造為特征的新時(shí)代。為了使讀者對(duì)3D打印技術(shù)有所了解,我們?cè)谶@里對(duì)3D打印技術(shù)及相關(guān)名詞和概念進(jìn)行簡耍的介紹。一三維打印概念的起源從構(gòu)詞結(jié)構(gòu)上看,3D打印是包含英文字母的漢語字母詞,并不是一個(gè)規(guī)范的術(shù)語。它的英文全稱為threedimensionalprinting(簡稱為3Dprinting或3DP),中文名稱應(yīng)為三維打印,也有資料譯作三維印刷。三維打卬技術(shù)誕生于20世紀(jì)80年代的美國
3、,中國從1991年開始研究三維打印技術(shù),當(dāng)時(shí)的名稱叫快速原型技術(shù)(rapidprototyping,RP),即開發(fā)樣品之前的實(shí)物模型。三維打印作為科技名詞具有狹義和廣義兩種概念。狹義上的三維打印在業(yè)內(nèi)專指快速成型制造的一種工藝,它是于20世紀(jì)80年代由美國麻省理工學(xué)院教授伊曼紐爾?薩克斯(EmanuelMSachs)和他的學(xué)生保羅?威廉姆斯(PaulWilliams)發(fā)明的。這種工藝的流程是,先鋪好粉末,然后用噴墨打印機(jī)的方式噴出黏結(jié)劑,反復(fù)操作,最后打印出產(chǎn)品。二廣義的規(guī)范名稱:增材制造為便于快速原型制度技術(shù)的推廣和公眾的接受,業(yè)界把這一類基于離散—
4、—堆積原理,由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)直接制造零件的科學(xué)技術(shù)體系,統(tǒng)稱為三維打印,也就是廣義上的三維打印,但是在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和政府文件里則稱為增材制造(additivemanufacturing,AM;英文也曾寫作materialincreasemanufacturing,MIM)[1]。通俗地講,增材制造是相對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)采用的減材制造而言的。減材制造就是通過模具、車銃等機(jī)械加工方式對(duì)原材料進(jìn)行定型、切削、去除,從而最終生產(chǎn)出成詁。與減材制造方法正相反,增材制造是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù),它將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面,通過對(duì)材料處理并逐層疊加
5、進(jìn)行生產(chǎn),就好比用磚頭砌墻,逐層增加材料,最終形成物件。它是一種“自下而上”的制造方法,大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、龐大的機(jī)床、眾多的人力,直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件,使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。從技術(shù)上說,增材制造技術(shù)具有數(shù)寧制造、降維制造、堆積制造、直接制造、快速制造等五大技術(shù)特征①。增材制造技術(shù)的核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合,它是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本,通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng),利用激光朿、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏
6、結(jié),最終疊加成型,制造出實(shí)體產(chǎn)品。近二十年來,增材制造技術(shù)取得了快速的發(fā)展,早期出現(xiàn)過快速制造(rapidmanufacturing,RM)、快速原型(rapidprototyping,RP)、快速原型制造(rapidprototypemanufacturing,RPM)、分層制造技術(shù)(layeredmanufacturingtechnology,LMT)>實(shí)體自由制造(solidfreeformfabrication,SFF)等不同的名稱,從不同側(cè)面表達(dá)了這一技術(shù)的特點(diǎn)。增材制造技術(shù)將會(huì)廣泛應(yīng)用在科學(xué)研究、航空航天、國防、醫(yī)療、建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品原型、文
7、物保護(hù)、制造業(yè)、食品、汽車制造、配件、飾品等領(lǐng)域。三增材制造技術(shù)的工藝類型增材制造技術(shù)結(jié)合了眾多當(dāng)代高新技術(shù),包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料技術(shù)等,并將隨著技術(shù)的更新而不斷發(fā)展。自1986年出現(xiàn)至今,短短二十兒年,世界上已有大約二十多種不同的成型方法和工藝,而且新方法和工藝不斷地出現(xiàn)。三維打印機(jī)釆用的增材制造技術(shù)的主要工藝有:立體光刻、分層實(shí)體制造、選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積成型、激光工程化凈成型、無模鑄型制造和三維打印等。立體光刻(stereolithography,SLA),也有資料譯成光固化、光造型。這種工藝是由美國的查爾斯?赫爾(C
8、harlesHull)于20世紀(jì)80年代發(fā)明,1986年美國3DSystems公司推出商品化樣