3d打印技术-刘志刚

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1、3D打印技术及其应用西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安交通大学快速制造国家工程研究中心2013-10主要内容一、原理与方法二、发展现状三、3D打印技术的应用四、关键技术及发展趋势五、思考与建议六、西安交大快速制造国家工程研究中心的产学研合作214:39:58Xi’anJiaotongUniversity中国制造业未来—创新的工具美国奇点大学教授发文－2012年1月华盛顿邮报为何该轮到中国为制造业担忧-引起中央领导关注美国制造业竞争力的三大利器人工智能机器人数字3D制造美国发展高端制

2、造的优势中国如何竞争？Xi’anJiaotongUniversity一、原理与方法Xi’anJiaotongUniversity名词与原理增材制造技术多种“名称”快速原型制造－RapidPrototyping(RP)增材制造技术-－AdditiveManufacturing（AM）实体自由制造－SolidFree-formFabrication（SFF）3D打印－3DPrinter（3DP)原理：“自下而上”（bottom-up）制造方法逐层叠加制造不受零件复杂程度限制数字化控制3D

3、打印：名称定义3D打印（3DPrinting）广义：数字化增材制造狭义：一种类似打印机的增材制造设备•喷胶粘接或喷射材料成型技术名称的变化1990s2000s2010s材料累加制造快速成形制造增材制造快速原型技术自由实体制造3D打印分层制造614:39:58Xi’anJiaotongUniversity产品创新与开发的工具应用领域模具、汽车、家电、建筑、轻工、医疗、航空航天等领域主要作用促进企业的产品快速创新开发单件小批量制造Xi’anJiaotongUniversity快速成型(

4、RP)的原理传统加工：•切削加工（车、铣、刨）•ΔM＜0（材料去除）•热成型加工（铸造、锻压）•ΔM＝0（等量材料）快速成形：•材料累加•ΔM＞0Xi’anJiaotongUniversity主要工艺方法光固法（SL—Stereolithography）叠层法（LOM—LaminatedObjectManufacturing）激光选区烧结法（SLS—SelectiveLaserSintering）熔融沉积法（FDM—FusedDepositionModeling）三维印刷法（3DP—T

5、hreeDimensionalPrinting）Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要工艺方法光固法：SL—Stereolithography材料：光固化树脂特点：精度高价格：30－180万Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要工艺方法叠层法：LOM—LaminatedObjectManufacturing材料：纸、塑料特点：精度低价格：60－80万Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要工艺方法熔融沉积法：FDM—Fused

6、DepositionModeling材料：热塑性塑料特点：精度低价格：30－40万Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要工艺方法激光选区烧结法：SLS—SelectiveLaserSintering材料：塑料、砂、金属特点：精度低价格：30－2000万Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要工艺方法金属激光熔化立体成形技术：粉末不是存放在粉箱中，而是通过管道送到漏斗式的供粉器中，金属粉末随着激光束一起，在熔融状态下从喷嘴射出并且按照轨迹堆砌成最终零件。

7、材料：金属特点：金属粉末需要的少，零件尺寸不受粉箱限制价格：400－900万Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要快速成型工艺三维印刷法：3DP—ThreeDimensionalPrinting材料：塑料、陶瓷特点：精度低价格：20－50万Xi’anJiaotongUniversity原理与方法主要快速成型工艺掩模固化法：SGC—SolidGroundCuring紫外光源电子成像系统UV光固化吸附清除蜡填充铣削SGC原理图Xi’anJiaotongUniversity二、

8、发展现状Xi’anJiaotongUniversity行业发展报告WohlersReportStateoftheIndustry13.25亿美元2010年增长率24.1%•服务25.3%•6.51亿美元Xi’anJiaotongUniversity技术应用领域---2012年报告消费商品和电子：23.7%→20.3%航空器：9.9%→12.1%医学和牙科：13.6%→15.9%其他建筑车辆政府/军事学术研究飞行器医疗/口腔医学消费电子产