深度解析了国内外增材制造技术
来源:焊接切割联盟 | 作者:顾波 焊接切割联盟 | 发布时间: 2022-05-07 | 4683 次浏览 | 分享到:


3D打印的应用已经非常广泛,它涵盖了从塑料、金属到有机材料和食品的众多行业。3D打印中使用了多种材料,每一种材料都紧密对应着最终产品的技术要求,并且通常只适用于某种增材制造技术。


为了说明3D打印的巨大潜力,有必要对最流行的材料有一个基本的了解。首先,从烧结粉末金属开始,它用于打印传统制造技术(如铸造)中使用的注塑模具,以及注塑成形和碳纤维叠层。其次,还有如不锈钢、青铜、钢、金、镍钢、铝和钛等适合3D打印的几种金属,这些金属特别适合制作原型、珠宝和定制物品。此外,镍钛合金为医疗植入物行业带来了广阔的前景,它的超弹性和改变形状的能力是两个重要的特征。


种类繁多的塑料为3D打印提供了广泛的可能性。一些可应用于3D 打印的塑料包括丙烯酸树脂、聚酰胺、ABS 塑料、聚氨酯、环氧树脂、尼龙和 PEBA 2301等。这些塑料提供了大量可以想象的3D 打印物体,例如原型、齿轮系统、装饰品或教育模型。此外,蜡既可用于设计验证、功能测试和精细特征细节,也可用作光滑表面和模具中的工具。


碳纤维和复合材料是尖端材料,它们提供了一种快速生产与金属一样强或更坚固物体的方法,最常用于自行车和航空工业。石墨烯是碳的同素异形体,是有史以来最坚固的材料,它具有创造全新技术的潜力,部分归功于其高效的导热性和导电性以及近乎透明的外观。


一些更不寻常但可实现3D打印的材料,包括干细胞、纸、混凝土、食物和纱线。难以想象,干细胞的3D打印是3D打印技术中的佼佼者,这将使打印的组织、器官或骨骼植入患者体内成为可能。


纸的3D打印为想要在将产品推进到最终工程之前制作逼真的3D模型的设计师提供了全色谱。3D打印巧克力、比萨饼和蛋糕装饰正在食品行业进行推广应用。此外,广泛的材料使得采用3D打印生产纱线成为可能。


2010年,美国测试与材料协会ASTM F42 增材制造小组提出了一套标准[3],将增材制造工艺分为7类。ISO/ASTM 52900-15 定义了7类增材制造工艺:材料挤出(Material Extrusion)、光聚合(Photopolymerization)、粉末床熔合(Powder Bed Fusion)、材料喷射(Material Jetting)、黏结剂喷射(Binder Jetting)、片材层压(Sheet Lamination)和定向能量沉积(Directed Energy Deposition)。


以下分别简要介绍7大类增材制造技术。


2.1  光聚合