d打印技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用研究(編輯修改稿)
2025-02-04 07:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 狀 3D 打印，又稱 作增材制造技術(shù)， 也就 是把計算機三維設(shè)計模型作為基礎(chǔ)，第一章緒論 2 經(jīng)過數(shù)控成型和軟件分層離散系統(tǒng)，應(yīng)用材料累加原理，在工業(yè)設(shè)計、模具制造等方面從無到有地直接制造零件的新型制造技術(shù)。伴隨著這項新技術(shù)的持續(xù)推進和利用，除了已經(jīng)在航空航天、工業(yè)設(shè)計、建筑工程、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、珠寶、汽車、鞋類、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程等方面利用這個技術(shù)打印產(chǎn)品以外，這個技術(shù)還可以用在食品生產(chǎn)、槍支制造、兒童玩具等地方。所謂的激光 3D 打印，實質(zhì)上是參考了普通打印機的技術(shù)原理 ［ 3］ ， 3D 打印分層加工的工作步驟與噴墨打印很相像。 3D 打印機與普通打印機工作機制大多類似，只是打印的材質(zhì) 不一樣。 現(xiàn)在人們在工作 和生活中運用的普通打印機打印的是電腦設(shè)計的平面物體 ，打印材料是墨水和紙張，然而 3D 打印機的打印材料卻是裝在打印機內(nèi)的塑料、金屬、石膏、陶瓷、尼龍、砂、橡膠等實物原材料。 在中國， 3D 打印技術(shù)起源于上個世紀(jì)八九十年代，那個時候國外一些科技大國盡管提出這個概念已大約有十年， 然而還沒有進行大規(guī)模的研究開發(fā)。中國政府和科研人員對這個技術(shù)也相當(dāng)看重 ，從 1991 年以來 研究 3D 打印，那時 的名稱為 快速原型技術(shù)（ Rapid Prototyping），也就是開發(fā)樣品之前的實物模型。國際上已有一些 純熟的工藝 制造：分層實體制造、立 體光刻 、 激光燒結(jié)等，中國 也在持續(xù)跟蹤研發(fā)。 2022 年前后，這些工藝從實驗室研發(fā)逐步向工程化、產(chǎn)品化轉(zhuǎn)換。清華大學(xué)在這一方面的研究比較早，這里面顏永年教授是這一方面研發(fā)的帶頭人之 一，從美國訪學(xué)回來后，顏教授曾多次邀請美國學(xué)者來中國講學(xué)，而且建 立了清華大學(xué)激光快速成形中心和北京殷華快速成型模具技術(shù)有限公司 。從這沒多久久，北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué) 、大連理工大學(xué)等高等學(xué)校均逐步加入很多人力物力從事這方面技術(shù)的研發(fā)，成立了各種很有特色的激光制造工程研究中心，而且研發(fā)制造出了先進的激光 3D 打印機 ［ 4］ 。西北工業(yè)大學(xué)的科研人員也用激光立體成型技術(shù)打 出 C919 國產(chǎn) 大飛機中央翼緣條大型鈦合金構(gòu)件，這一項收獲獲得收到了世界的廣泛 關(guān)注，預(yù)示著中國在激光 3D 打印方面開始進入了世界先進行列。在中國， 3D 打印技術(shù)除了一些知名學(xué)校和科研院所在積極研究和利用外，有些高科技公司也在積極開始這項新技術(shù)的研發(fā)和運用 ［ 5］ 。富士康科技集團公司、深圳市瑞貝思三維成型技術(shù)有限公司、上海悅?cè)鹑S科技股份有限公司、江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司等，在這一方面的研發(fā)和應(yīng)運用已經(jīng)達(dá)到了世界的先進水平。 2022 年 8 月，湖南華曙高科技有限責(zé)任公司生 產(chǎn)的選擇第一章緒論 3 性激光尼 3D 打印配置就在湖南長沙下線而且第一次向 美國 出口 。這個新技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，毫不猶豫在促進中國傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型領(lǐng)域擁有協(xié)助商業(yè)和個人的巨大潛在能力。 第二章三維打印技術(shù)發(fā)展與主要原理 4 第 二 章 三維打印技術(shù)發(fā)展與主要原理 熔融堆積（ FDM）的技術(shù)原理 絲狀材料選擇性熔覆 (Fused Deposition Modeling)快速原型工藝是一類不靠激光作為成型能源，讓各類 絲材 (如工程塑料 ABS、聚碳酸酯 PC 等 )加熱熔化從而累積成型的形 式，簡 單 稱 作 FDM[6]。這個技術(shù)原理為熱塑性絲狀材料 (如直徑為 的塑料絲 )由供絲機構(gòu)運 到噴頭，而且在噴頭中以 23012 以上的溫度加熱和熔化為半液態(tài)，然后被向外擠出 ， 可以 選擇性的涂抹覆蓋在工作臺上面，很快冷卻后產(chǎn)生一層薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺降低到一些高度，持續(xù)下個階段 的熔覆。用熱熔的材質(zhì)一層層堆積出截面輪廓，這樣循環(huán)，拿出后去掉支撐材料，最后成為三維產(chǎn)品零件。 薄材疊層（ LOM）的技術(shù)原理 薄材疊層實體制造 (Laminated Object Manufacturing)是薄片材料疊加工藝，簡單叫作 LOM。經(jīng)過三維模型各個截面的輪廓線，計算機發(fā)送控制切割系統(tǒng)的命令，以致 切割頭或激光 分別向 x 和 Y 方向的移動。供料機構(gòu)將涂有熱熔膠的薄材一段段的送到工作臺的上面。切割系統(tǒng)通過計算機提出的待加工模型的截面輪廓用切割頭沿
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