加法制造

增材制造是一个概念,通过不同的过程来物理复制由计算机辅助设计(CAD)创建的3D对象。增材制造可以用许多材料完成,不需要工具或一块原材料。这比使用传统的制造技术要快得多。

与减法工艺相对的加法制造

增材制造的概念描述了一种通过添加材料来生产物体的新方法,不同于传统的减法加工,如机械加工、钻孔或不同的切削加工。这些较老的、更传统的技术需要从初始体积中去除材料,以获得所需的形状。增材制造过程消除了许多传统的制造设置要求:它们不需要任何工装设计(模具或模具、塑料注射或锻造工具),也不需要定义或组织不同的制造步骤(如机加工或铣削)。它们能够让你几乎立即从3D设计文件切换到实体对象本身,这代表了易用性的提高,并在产品开发周期中节省了大量时间。

主要的增材制造工艺

所有加法制造流程将一个对象切成精细的水平层。然后添加连续的层来创建对象。

    • 有限元:使用液体光敏树脂,紫外线激光使它扫过的区域变硬。
    • 激光粉末烧结(SLS/DMLS/SLM):激光在粉末(金属或塑料)上局部硬化选定区域。
    • 喷粉的方法(DMD):激光使直接投射到前一层的金属粉末硬化。
    • 树脂投影方法(Polyjet):紫外线使由打印喷嘴沉积的光聚合树脂变硬。
    • 熔融沉积造型(FDM):挤出机头在三维空间中移动,并沉积出熔化的塑料细丝,立即硬化。
    • 用粘合剂投影的多色印刷(Zcorp):一种粉末通过在其上沉积彩色粘结剂的细滴而局部结块。

    增材制造的历史

    1984年,查尔斯·赫尔发明了立体平版印刷术。1988年,他推出了第一台大规模生产的机器SLA-2502。其他技术也在那时开始出现:同年,FDM工艺被开发出来。然后麻省理工学院发明了多色粘合剂喷射工艺。

    在20世纪90年代,粉末烧结方法出现了,第一批重大发明激发了人们对增材制造的兴趣。1999年,第一个假肢被植入人体。

    21世纪是扩张的代名词,对个人的可及性显著增加。

    应用程序

    增材制造(最初称为“快速原型”)仅用于最初的原型制造,现在用于许多领域的可操作部件制造:

      • 医学领域:许多假肢和矫形器是由树脂、塑料或金属通过增材制造制成的。
      • 航空学:增材制造工艺提供的设计自由,使零件具有复杂的几何形状,同时提供不相等的重量/机械性能比。
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