3d打印技术及其在军事领域的应用

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1、加工工艺设备3D打印技术及其在军事领域的应用金大元(中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江嘉兴314033)摘要：近年来，迅猛发展的3D打印技术为制造技术带来了的一场变革。本文阐述了3D打印技术的基本概念和发展状况，介绍了3D打印设备及其工作原理，给出了选择性激光烧结成形工艺等6种3D打印成型工艺，从飞行器零部件制造、无人机与模型飞机、装备保养维修、太空制造和军事电子5个方面论述了3D打印技术在军事领域的最新应用和发展前景。关键词：3D打印；增材制造；快速成型；军事应用中图分类号：TH164文献标志码：A3DPrintingandItsMilitaryApplica

2、tionJINDayuan(No．36ResearchInstituteofCETC，Jiaxing314033，China)Abstract：Nowadays，theemerging3Dprintingtechnologyhasbroughtarevolutionarychangeinthemanufacturingin—dustry．Thepaperintroducedthebasicconceptof3Dprintinganditsdevelopingstatusquo，summarizedthe6kindsof3Dprintingtechnology，disc

3、ussedthenewestapplicationanddevelopingprospectivefrom5aspectsincludingmanufactureofaircraftparts，droneandmodelplane，maintenanceandfixationofequipments，spacemanu{acture，andmilitaryelectronics．Keywords：3Dprinting。addictivemanufacturing，rapidforming，militaryapplication13D打印技术简介近年来，3D打印技术为人

4、们所熟悉，并逐渐成为一种新兴的制造方式，很多国家，包括美国、德国等都高度重视并积极推广应用该技术。3D打印技术的源头应追溯到2O世纪80年代起步的快速成型技术(RapidPrototyping，简称RP)。在制造业，传统的加工方法是减材制造，即通过在材料毛坯上逐囤13D打印复杂结构件步切除多余材料来制造零件。3D打印技术是通过材料逐层添加，制造出三维物体的数字化增材制造23D打印设备及其工作原理(additivemanufacturing)技术。其基本的工作过程2．13D打印设备为：1)在计算机中利用CAD软件设计出所需要物3D打印设备是3D打印技术的物理基础，3D体

5、的三维模型图；2)利用3D打印设备中的软件，对打印设备的发展是3D打印技术发展和应用的重要模型进行分层切片，得到各层截面的二维图形；3)在部分。从广义上来说，3D打印设备包括激光固化式设计文件指令的导引下，3D打印设备喷出固体粉末快速成型机、激光烧结式快速成型机、激光熔化式快或熔融的液态材料，使其固化为一平面薄层，第1层速成型机、贴片刻写式快速成型机、电子束熔化式快固化后，在此基础上再形成第2层_1]，如此往复，按速成型机、喷墨黏粉式3D打印机、熔融挤压式3D顺序逐层固化或粘结相邻截面；4)去除打印过程中打印机、压电驱动式3D打印机、气动式3D打印机所需的支承材料，最

6、后形成三维物体。和电动式3D打印机[2]。3D打印技术通过三维至二维的转化，在一定意2．23D打印设备工作原理义上简化了物体的成型。其不仅具有快速、柔性化、1)激光固化式快速成型机的工作原理是通过低成本和低污染等特点，而且还具有能制造出传统激光束照射液态光敏树脂，使其固化为1层截面薄制造方法难以实现的复杂物体的独特优势。3D打片，然后层层叠加，最终形成三维工件。印复杂结构件示例如图1所示。2)激光烧结式快速成型机的工作原理是在工作台上铺1层粉末，激光束对粉末进行有选择的扫《新技术新工艺》加工工艺与设备l9新技术新工艺2015年第4期描，使粉末外表熔化而相互粘结，逐步形

7、成截面薄生。近似处理是将3D设计模型转化为通用STL层，而未被激光束扫描的粉末仍为散状，自然形成对格式文件。分层切片是将3D模型转化为一系列的后续层的支承；1层成形后，工作台下降I层高度，二维截面图，并形成打印机的控制指令。再铺上粉末并烧结，如此循环，烧结出三维工件。2)打印过程是打印机读取模型数据指令，逐层3)激光熔化式快速成型机与激光烧结式快速铺设材料，形成一系列的截面层，这些截面层依次结成型机的工作原理基本相同，不同之处仅在于其粉合或熔融成最终的工件形状。末被完全熔化，从而大大提高成型性能。3)后处理过程主要包括了工件与支撑材料的分4)贴片刻写