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增材制造技術在幾大領域的實際應用

返回列表 發(fa)布日期:2022-05-19 17:06:43

  增材制造技(ji)術(shu)因為(wei)其使(shi)用(yong)的(de)材料和成型方法的(de)不同,而且結合其材料的(de)物(wu)理和化學(xue)屬性以及(ji)使(shi)用(yong)的(de)成型方法的(de)加工(gong)特點,目前這項技(ji)術(shu)已(yi)被應用(yong)于(yu)多(duo)個行(xing)業(ye)領(ling)域,并且發揮(hui)著越來越重要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。


  (1)在(zai)航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)領域的(de)(de)應用(yong)(yong)。航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)領域的(de)(de)機器(qi)零(ling)件,外形復雜(za)多變,材(cai)料硬度強度和性能(neng)較(jiao)高(gao)(gao),難以加(jia)(jia)工(gong)(gong)且(qie)零(ling)件加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)(gao),而(er)新(xin)生代(dai)飛(fei)行器(qi)正在(zai)向(xiang)長(chang)壽命、高(gao)(gao)可靠(kao)性、高(gao)(gao)性能(neng)以及低成(cheng)本(ben)的(de)(de)方式發(fa)(fa)展(zhan),采(cai)用(yong)(yong)整體結(jie)構(gou)模式,趨(qu)(qu)向(xiang)復雜(za)大型化是其發(fa)(fa)展(zhan)趨(qu)(qu)勢(shi)。正是基于此發(fa)(fa)展(zhan)趨(qu)(qu)勢(shi),增(zeng)材(cai)制造(zao)(zao)技術(shu)中的(de)(de)電子束或激光的(de)(de)熔融(rong)沉積以及選(xuan)擇性燒結(jie)成(cheng)型等(deng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)技術(shu)越來(lai)越受到航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)業加(jia)(jia)工(gong)(gong)制造(zao)(zao)商(shang)的(de)(de)青睞。


  例如,2016年3月(yue)31日俄羅斯在拜科努爾航(hang)天發射場發射了(le)“進步-MS-02”號宇宙飛船,飛船搭載(zai)了(le)世界上第一個(ge)3D打印的(de)“Tomsk-TPU-120”號微型衛星。在我(wo)國(guo),西北(bei)工業(ye)大學(xue)黃(huang)衛東教授團隊利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)3D打印技(ji)術(shu),利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)合金(jin)原料(liao)成功地“打印”出長5m的(de)飛機機翼前緣(yuan),并(bing)通過了(le)相關標(biao)準測試。國(guo)產大飛機C919制造(zao)的(de)中(zhong)央翼緣(yuan)條,便是西北(bei)工業(ye)大學(xue)3D打印技(ji)術(shu)在航(hang)空領域應用(yong)(yong)(yong)的(de)典型。北(bei)京航(hang)空航(hang)天大學(xue)的(de)王華明(ming)教授主持的(de)“飛機鈦(tai)合金(jin)大型復雜(za)整(zheng)體構(gou)件(jian)激光成形技(ji)術(shu)”項(xiang)目(mu)研制生產出了(le)我(wo)國(guo)飛機裝(zhuang)備中(zhong)迄(qi)今(jin)尺寸最大、結構(gou)最復雜(za)的(de)鈦(tai)合金(jin)高性能難加工金(jin)屬關鍵整(zheng)體構(gou)件(jian)。


  (2)在(zai)汽車(che)零件(jian)制造(zao)領(ling)域的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)。汽車(che)工業是(shi)(shi)國家經濟發(fa)展的(de)(de)支柱(zhu)產(chan)業,汽車(che)零件(jian)同樣(yang)也(ye)是(shi)(shi)形狀復雜,加工制造(zao)難度大,增材(cai)制造(zao)技術同樣(yang)也(ye)能應用(yong)(yong)(yong)于其(qi)中。2014年的(de)(de)奧迪R18E-TronQuattro模型是(shi)(shi)遙控(kong)賽車(che)就(jiu)是(shi)(shi)3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)作品,這(zhe)款遙控(kong)車(che)車(che)身和底(di)盤是(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)Fusion360軟(ruan)件(jian)設(she)計出數字(zi)3D模型,然后通(tong)過用(yong)(yong)(yong)普通(tong)FDM打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)機以0.2mm層厚打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)而(er)成(cheng)的(de)(de)。2016年6月16日,來自美國亞(ya)利(li)桑那州的(de)(de)3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)汽車(che)公(gong)司LocalMotors“打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)”出了(le)一(yi)輛3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)的(de)(de)自動駕駛電動公(gong)交車(che)Olli,而(er)且這(zhe)輛車(che)的(de)(de)一(yi)部分(fen)是(shi)(shi)可回收的(de)(de)。

增材制造技術在幾大領域的實際應用

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  (3)在生(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫(yi)(yi)學(xue)領域(yu)的(de)應用。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫(yi)(yi)學(xue)領域(yu)與(yu)人類生(sheng)活和(he)健康息息相關(guan),隨著技(ji)術(shu)的(de)進步,傳統生(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫(yi)(yi)學(xue)治(zhi)療(liao)手(shou)段和(he)治(zhi)療(liao)器(qi)械也(ye)在發生(sheng)不斷變革,例如增(zeng)材制造(zao)(zao)技(ji)術(shu)融入到生(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫(yi)(yi)學(xue)領域(yu),帶來了(le)前所未有的(de)變化。目前,3D打(da)印技(ji)術(shu)已(yi)經在牙齒(chi)矯正(zheng)(zheng)、腳踝矯正(zheng)(zheng)、醫(yi)(yi)學(xue)模型(xing)快速制造(zao)(zao)、組織(zhi)器(qi)官替代、臉部修飾和(he)美容等方面(mian)得(de)到應用與(yu)發展。美國AlignTechnology愛齊公司首創的(de)現代隱形矯正(zheng)(zheng)技(ji)術(shu),應用3D打(da)印批量制作Invisalign(隱適美)牙科矯正(zheng)(zheng)器(qi),個性化定制且患(huan)者擺脫了(le)牙箍的(de)束縛,已(yi)經被廣泛應用于牙科醫(yi)(yi)學(xue)中(zhong)。


  (4)在建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)領(ling)域的(de)(de)應(ying)用。建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)行(xing)業里的(de)(de)設計師,因為傳統(tong)建(jian)(jian)(jian)造(zao)技(ji)術的(de)(de)束(shu)縛無(wu)法將具有創意性和更具藝術效果(guo)的(de)(de)作品變為現實(shi),而增(zeng)材制造(zao)技(ji)術卻能(neng)讓(rang)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)設計師的(de)(de)創意實(shi)現。2014年3月(yue)荷蘭建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)師,利用3D打印(yin)技(ji)術“打印(yin)”出了(le)世界上(shang)第一座(zuo)3D打印(yin)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)。2015年9月(yue)9日(ri),第一座(zuo)3D打印(yin)酒(jiu)店在菲(fei)律賓落成。在我(wo)國,2014年4月(yue),10幢3D打印(yin)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)成功建(jian)(jian)(jian)成于上(shang)海張江高(gao)新青浦園區等。


  (5)在軍事(shi)領域里的(de)(de)(de)應(ying)用。現代化軍事(shi)特點不(bu)僅僅是機械(xie)化、信(xin)息(xi)化,還要有快(kuai)速的(de)(de)(de)創傷(shang)修(xiu)復(fu)能力(li),比如戰(zhan)(zhan)場機械(xie)的(de)(de)(de)修(xiu)復(fu)以(yi)及輔助(zhu)工具(ju)(ju)的(de)(de)(de)幫助(zhu),而(er)這(zhe)些零(ling)(ling)件和工具(ju)(ju)在機動性強、變化迅速的(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)場會變成(cheng)(cheng)負擔(dan),并且(qie)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)不(bu)確定性和輔助(zhu)工具(ju)(ju)的(de)(de)(de)不(bu)通用性,都會制約(yue)戰(zhan)(zhan)場的(de)(de)(de)作戰(zhan)(zhan)效率(lv)。而(er)增材制造技(ji)術可以(yi)有效地(di)解(jie)決這(zhe)些問題,因為(wei)采用3D打(da)(da)印技(ji)術,只要有零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)模(mo)型數字數據加(jia)上合適(shi)的(de)(de)(de)材料,就(jiu)能“打(da)(da)印”出所需要的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件和工具(ju)(ju),完成(cheng)(cheng)機器的(de)(de)(de)修(xiu)復(fu)。2015年(nian)12月25日美軍“杜魯門”號航母配備3D打(da)(da)印機,能夠自行在船上用3D打(da)(da)印機打(da)(da)印出船上受損(sun)(sun)(sun)的(de)(de)(de)特殊零(ling)(ling)件,減少了易損(sun)(sun)(sun)零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)存儲(chu)和攜帶工作等。


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