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增材制造技术的研究及应用现状

来源:化拓教育网
增材制造技术的研究及应用现状

随着科技的不断发展,各种新兴技术也应运而生。其中,增材制造技术是近年来备受关注的一种颠覆性技术。所谓增材制造技术,顾名思义就是利用3D打印机等设备,将材料逐层堆积成所需的形状,最终构造出具有立体效果的制品。

增材制造技术的发展历程

增材制造技术源于20世纪80年代,当时日本工程师采用了聚合物和金属粉末等材料进行熔融沉积,进而制造出了诸如激光镭射成形等打印机。后来,该技术扩展到了其他地区,形成了一些与原技术相似但不同的发展路径。

随着科研人员的不断努力,增材制造技术不断得到改进。1993年,建立了第一家3D打印机公司——3D Systems。2004年,3D打印机元件价格下降,市场价格也下降,这使得增材制造技术逐渐走向消费者市场。

发展至今,增材制造技术已经逐渐成熟,且得到了广泛应用。尤其是在制造、航空航天和医疗等领域,增材制造技术已经被广泛采用。

增材制造技术的应用现状

增材制造技术可以制造出多种产品,最常见的是各种零部件和原型,例如汽车、飞机、太空飞船甚至人体器官等。此外,利用增材制造技术还可以制造轻量化、高强度、高性能的金属零件,以及独特的建筑构件。

在工业制造领域,增材制造技术主要应用于复杂零件的制造。由于传统制造方法在生产复杂工件时会遇到制造难度大、周期长、成本高等问题,而增材制造技术可以解决这些问题。例如,增材制造技术可以将零件拆分成多个小部件,以便更好地完成整合,这是传统制造方法所不能达到的。

在航空航天领域,利用增材制造技术可以生产出复杂的零件和构件,例如将许多小零件拼接在一起,制造出大型模型。另外,增材制造技术可以生产轻量化的结构件,这可以提高飞机等航空器的速度和性能。

在医疗领域,增材制造技术可以用于透析器、人工关节以及人造心脏等医疗器械的制造。利用增材制造技术制造出的人造器官可以与受试者的匹配度更高,从而提高治疗效果。此外,增材制造技术还可以制造出高精度、高复杂性的牙科治疗器械和口腔种植手术用具。

展望未来

尽管增材制造技术已经取得了巨大的成功,但仍有许多问题需要解决。例如,增材制造技术需要高精度的控制系统和优质的材料,这些成本非常高。另外,持续的品质监测也需要经费支持。

在未来,增材制造技术将在FDM(熔融沉积制造)和SLA(激光成型制造)方面持续发展。在医疗、工业制造、建筑以及航空航天领域,增材制造技术将扮演着越来越重要的角色。

未来,增材制造技术将与其他技术,例如盲孔钻床、车床、铣床和砂轮切割等结合,提高制造工艺的效率和成本。预计未来增材制造行业将呈现出更多的新发展和新进展,实现生产工艺和工程设计的整合,进一步促进市场经济的发展。

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