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2020 - 03 - 26
随着制造业全球化及市场的激烈竞争,产品快速开发逐渐成为竞争的重要手段之一。为满足制造业日益变化的客户需求,制造技术必须具有高柔性,能够以小批量甚至单件生产迎合市场。但是,传统“减材方式”生产的金属构件,其成形制造方法往往工序多、工模具成本高、从设计到零件制造周期长,并且对具有复杂内腔结构的零件往往无能为力,难以满足新产品的快速响应制造需求。20 世纪90 年代以来,随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM 技术以及机械工程技术的发展,金属材料增材制造技术应运而生,该技术作为增材制造最完整的一个分支,其具备柔性化、无模具等的优点,使其迅速成为快速成形领域内最有发展前途的先进制造技术之一。一、 激光增材制造技术简要概述顾名思义,激光增材制造技术就是以激光为热源,利用激光的高能束聚焦作用,快速将金属粉末融化的一种制造方式。由于激光具有能量密度高的特点,可实现难加工金属的制造,比如航空航天领域采用的钛合金、高温合金等,同时激光增材制造技术还具有不受零件结构限制的优点,可用于结构复杂、难加工以及薄壁零件的加工制造。目前,激光增材制造技术所应用的材料已涵盖钛合金、高温合金、铁基合金、铝合金、难熔合金、非晶合金、陶瓷以及梯度材料等,在航空航天领域中高性能复杂构件和生物制造领域中多孔复杂结构制造具有显著优势。相对于二维打印,可以想象,三维打印实际上可以说是将二维打印一层层堆积起来,金属3D打印中用...
2020 - 03 - 25
3D打印技术又被称为'快速原型技术'或者'增材制造技术'。3D打印技术是以数字模型文件为基础进行打印,使用粉末状的金属或塑料等可黏合材料,通过'分层制造、逐层叠加'的方式来构造物体的技术,它包括SLA、SLS、3DP、FDM等。为了方便理解和推广,媒体将增材制造技术又称为3D打印技术。增材制造技术最早主要用于设计原型的制造,因此又被称为快速原型技术。30多年来,3D打印一般是被用来通过数据软件制造物理模型。而近10年来,随着3D打印技术的发展,3D打印机的成本大大降低,其应用范围也得以拓展,现已应用到教学、医疗和科研等领域。医学3D打印主要包括以下四个过程:(一)打印物图像信息的搜集及数据化通过X线、CT和MRI对所要打印的部位进行摄影,并将所得到的图像信息数据化,然后以医学影像软件常用的'DICOM'格式导出。由于医学影像的分辨率远大于3D打印机的分辨率,使得通过医学影像学所获得的数据信息足够满足3D打印机的精度要求。(二)图像数据信息的处理和转换打印物的图像数据信息还需要根据最终的打印需求进行相应的数据加工处理。医学领域常用的数据加工软件有Mimics软件(Materialise,比利时)、UG Imagewa软件(EDS,美国)和Geomagic Studio软件(Geomagic,美国)。以Mimics软件为例...
2020 - 03 - 25
(一)常用于骨科3D打印的技术及材料3D打印技术无需工业模具,产生废料极少,单个制作与批量制作成本相比差距不大,因此在非批量制作中具有明显的成本和效率优势,极大地简化了从设计到产品实物的过程。目前最常见且与骨科直接相关的成型方法包括:①SLA,通过紫外激光(如λ 325 nm)照射定点固化光敏聚合物(如3D Systems,美国);②SLS,通过高功率激光定点融化小颗粒热塑性材料(如尼龙等聚合物、青铜合金、钛合金、陶瓷和玻璃)粉末(如EOS GmbH,德国);③FDM,定点挤压堆积熔融的热塑性材料、共晶金属粉末、金属(如Stratasys Inc.,美国);④分层实体制造(laminated object manufacturing,LOM),通过激光束逐层实现对薄片材料的轮廓控制,如纸张、皮毛及金属薄片等(如Cubic Technologies,美国);⑤金属直接熔融技术[选择性激光熔融(selective laser melting,SLM)或电子束熔融(electron beam melting,EBM)技术],通过高功率激光或电子束选择性地定点融化金属粉材;⑥喷墨打印技术,通过生物细胞和促生长因子等与水凝胶等基质一同打印出不同的组织器官。打印方法需根据打印物体的材料特征要求和用途来选择。目前供3D打印机使用的材料逐渐增多,包括胶原、壳聚糖等天然医用材料,聚乳酸、聚乙醇酸、聚...
2020 - 03 - 24
早在上个世纪年代末,世界各地都在发展新型工业。随着生产技术的不断提升,全世界的科学家们开始不断提出新的生产工艺和模式。就在这时,德国一家名为Fraunhofer的激光器研究所最先提出了选择性激光熔融技术,简称为SLM。这项技术能实现完全致密度金属零件的直接成型;随着技术的不断完善,SLM3D打印机也优化了原来SLS技术制造金属零件工艺过程复杂性。一、SLM3D打印机生产技术原理:SLM是使用激光束的热作用让金属粉末完全熔化、再经过冷却凝固而成型的一种技术。SLM与SLS在过程中其实非常类似,区别在于SLM3D打印机一般需要添加一些支撑结构,主要的作用为1、可以承接下层未成形的粉末层,防止激光扫描过厚的粉末层时,出现塌陷的情况;2、可以抑制由于过程中金属粉冷却后,内部收缩力导致的零件翘曲,成型和未成型部分有支撑结构链接的话,就可以做到这一点。二、SLM工艺优势、劣势:SLM3D打印机加工标准金属的致密度达到了非常高的数值,与传统工艺良好的力学性能相当。可加工材料种类在不断增加,而且加工零件还可后期焊接。价格偏高,生产速率稍低。精度和表面质量稍次,但可通过后期加工提高。大家可能对有关于SLM3D打印机的SLM工艺的原理,如果有什么需要咨询的,欢迎电话联系我们。
2020 - 03 - 24
说到3D打印机,大多数人的印象就是桌面型的消费级3D打印机,这些大多是为个人玩家或者学校里创客教育所用,所使用的材料也大多是可降解的材料PLA。PLA材料便宜且环保,但是另一方面它的耐温不高,且材料强度一般,打印出来的产品通常是仅用来观赏,功能性往往比较欠缺。在实际的生活中,我们接触到大量的塑料是可以满足许多功能性需求的,比如材料强度,耐温性能等等,这类塑料大多属于工程塑料。能够打印工程塑料的3D打印机即为工业级的3D打印机。要了解超工业级3D打印机的强大,我们先从了解PEEK材料开始:PEEK即聚醚醚酮,它是芳香族半结晶高分子聚合物,其分子主链由芳基、酮键和醚键组成。质地坚硬,底色为灰/褐色,在最大结晶度下的密度可达1.32g/cm3.聚醚醚酮具有超极强的耐热性、化学稳定性和热塑性塑料的成型加工性,是目前公认的性能最佳的高分子材料。PEEK具有非常稳定的机械性能,优异的耐热性、耐疲劳性、电绝缘性能、阻燃性等优点,目前已经应用到各个领域中。PEEK在航天领域的应用:特种塑料在直升机、无人机上的应用非常广泛,通常用量可达50%~80%。特别是对结构材料的损伤阻抗、弹击损伤容限及抗疲劳特性都具有更高的要求,选用具有较优耐候性、耐腐蚀性和抗疲劳特性的特种塑料是直升机追求结构效应的最有效途径。同时在各类民用飞机部件,用于飞机起落架系统。所有飞机制造商都选用了特种塑料替代原本的合金材料。PE...
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