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什么是增材制造?增材制造的原理及優缺點

返回列表 發布日期:2022-05-30 17:08:04

  3D打印越來越流行。雖然3D打印對于國內制造商來說是一個不斷增長的領域,但它通常被應用于工業生產,這一過程被稱為增材制造。通過在工業生產中采用3D打印,增材制造用于改進系統和零件。


  什么是增材制造?


  簡單地說,增材制造將3D打印與工業生產融合在一起。這項技術的結果是整體增強產品定制。由于計算機輔助設計(CAD)技術或三維物體掃描被應用于增材制造中,精確的幾何形狀可以很容易地再現。然后,一旦一個三維模型準備好了,所討論的對象可以通過一個過程來生成,在這個過程中,材料被一層一層地沉積,直到整個單元完成。

什么是增材制造?增材制造的原理及優缺點

  相形之下,減法制造涉及到從一個實體塊中移除一些材料,直到最終產品完成。減法制造有幾種方法,但最常用的是數控加工,如鉆孔、銑削和鏜孔。除了數控加工,其他減法制造方法包括激光切割、水射流切割和電火花加工(EDM)。減法制造與加法制造的主要區別在于,加法制造逐層沉積材料,以形成統一的整體,而減法制造芯片遠離實體塊,直到完成所需的目標。


  什么是加法制造:3D打印一個CAD對象,一層一層地構建它,而不是從一個實體塊中移除材料來制造一個對象。


  增材制造是如何工作的?


  附加制造通常涉及一個CAD對象,該對象通過軟件轉換為3D可打印設計。反過來,這個文件可以被發送到3D打印機,在那里3D可打印的材料被逐層存放,直到最終的對象完成。傳統的3D打印材料包括塑料,如PLA和ABS,液體樹脂,金屬,木材,甚至食品。有一個數字到物理的轉換,數字化的設計通過3D打印機呈現為一個物理對象。對于更傳統的FDM打印機,一種材料(通常是燈絲)通過噴嘴在打印床上連續層沉積。一種基于樹脂的3D打印機使用紫外線將液態樹脂固化成固體?;蛘?,金屬加工是另一種增材制造方法,金屬基粉末一層一層地熔化形成一個完整的固體。


  增材制造的優勢是什么?


  與減法制造相比,加法制造有許多優點。增材制造大大簡化了供應鏈。在小規模的操作中,它就像電腦和3D打印機一樣必不可少。制造過程的構思可以大大縮短。你幾乎可以創建任何幾何圖形,大小不一,從幾個小時內打印的小對象到需要幾天才能完成的設計。正是這種靈活性真正有利于增材制造業。


  此外,雖然小批量的減法制造不劃算,但微量的增材制造就可以了??梢源蛴蝹€對象,也可以按指數放大。一個很好的例子是美國宇航局使用3D打印的航天器部件,這些部件在軌道上組裝。通常,太空船所需的零件都是非常特殊的,用更傳統的減法制造方法打印出來是不劃算的。然而,增材制造允許按需印刷特殊零件。


  增材制造的缺點是什么?


  但增材制造業并不完美。小批量生產增材制造是可行的。它可以實現,但速度無法與減法制造實現生產規?;乃俣认嗤?。還有質量保證。通常需要大量的后加工。另一方面,減法制造幾乎不需要后期處理。


  增材制造業是一個徹底的游戲規則改變者。與傳統的減法制造工藝相比,對于小批量產品,這是一個更具成本效益的生產解決方案。通過將供應鏈動態簡化為一臺PC機和一臺3D打印機,從構思到生產的速度要快得多。然而,也有一些限制,尤其是在擴大規模時。在增材制造中,大量生產可能很困難,因為后處理可能是勞動密集型的。但不僅僅是利用增材制造的初創企業。美國宇航局(NASA)等主要工業企業已采用3D打印技術,以合理的成本生成定制產品??偟膩碚f,增材制造可能是原型制造的未來。

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