增材制造过程工艺模拟立项报告

1、增材制造过程工艺模拟立项报告关键技术: 1.增材制造过程工艺模拟激光增材制造技术（俗称激光 3D打印）是融合了激光、计算 机软件、材料、机械、控制等多学科知识的系统性、综合性技 术。采用离散化手段逐点或逐层“堆积”成型原理，根据零件的 CAD模型进行切片分层处理，采用数控系统控制工作台按照分层 软件设定的路径进行扫描，经过激光熔化金属粉末层层叠加获得 近净成形零件，增材制造技术彻底改变了传统金属零件，特别是 高性能难加工、构型复杂等金属零件的加工模式。增材制造是结合计算机辅助设计来生产制造三维物体的过 程。在增材制造过程中，物体的创立是经过连续铺设材料层直至 创立出整个物体来实现的。图1说明了

2、典型的增材制造工作流程。第1步到第7步展示的是物体从设计直至生产的整个工作 流程。图1:标准增材制造工作流程从历史上看，传统或常规的制造方法主要是利用消减工艺将各种形式的基础原材料转变为成品。这些技术采用沿用已久的设计/加工方法、工具、设备（例如铸造车间、车床、 CNC等）、生产活动及步骤。增材制造（ am是常规制造方法的伟大变革。增材制造以3D打印而广为人知，是一种现代制造技术。图 2-图4展示了这两种类型的制造工艺。图2.传统制造图3.增材制造（激光送粉）图4.增材制造（激光铺粉）澳大利亚联邦科学与工业研究组织的未来制造技术主管SweeMak博士在 年6月4日的Hunter研究基金会会议上

3、展示了图5。她总结道：“与对一整块成品材料进行加工以制造出产品的传统消减制造方法相比，增材制造方法不但速度快、能耗低，而且减少了废料。”图5增材与消减制造对比全球增材制造市场包括3D打印机、材料及服务提供商。到2020年，整个市场(不包括材料)的价值有望达到114亿美元； 至2020年间，预计年增长率为 21.0%。图6 (a)和图6(b)列出了全球增材制造市场近年的发展及主要行业的市场占有率。十单上聚华村射时国图6 (a):全球主要增材制造市场图6 (b):采用增材制造技术的行业二十世纪末，制造技术的发展产生了对新类别工艺(即“增材制造”)的需求。年3月3日，在美国南卡罗莱纳州查尔斯顿举办的

4、 SHIPTECH 会议中，Concurrent Technologies 公司的Kenneth Sabo 介绍了增材制造工艺的优势与挑战。表 1给 出了增材制造工艺的优势/挑战概览。优势挑战1.制造复杂部件1.材料研发，数据积累滞后2.产品多样化，不增加成本2.功率源开发滞后；3.生产周期短3.质量的一致性，打印机的稳定性4.零技能制造4.最终形状的变形控制5.不占空间，便携制造5.凝固组织，内部缺陷质量控制6.节省材料6.晶粒尺寸，晶粒形态和取向的控制表1:增材制造工艺的优势/挑战1）关键技术的难点过去25年间，增材制造技术突飞猛进。可是，与材料、设备、机器/工艺变化及应用等有关的技术难题一直是生产优质部件的主要考虑因素。设计部件类量 优化.阱楠面. 段置籥园,计. 特惟-白白复关方形袤足T，干扰，M导/尸耳通行飞.代看住-京市即千币肉色餐丁净： 新比构末末.迫*箭.谷际-值"三言E0片售解数功季，理密，H餐.箱不性.后市过二缆f 5H1I.据就JT. 岳品等梅出.机制件能强案，ffr.图7增材制造从设计到生产阶段的各种挑战从设计到生产阶段的各种挑战来自材料特性、工艺条件的不确定性以及打印机/工艺/材料特性的相关性等多个方面：材