加法制造:印刷工业的未来

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加法制造简单的方法生产的产品原型,或可以被视为一个重要的新流程工业规模生产产品?

的本系列的第一篇文章探索一个令人兴奋的技术称为加法制造的基础知识(AM),或3 d打印,因为它通常被称为。而添加剂生产过程已经使用自1970年代以来,他们已经收到显著的关注过去五年。这种高度关注最为明显的在2013年的国情咨文中由巴拉克•奥巴马(Barack Obama)。

奥巴马:下一个工业革命

大约40秒的演讲中,巴拉克•奥巴马(Barack Obama)公认的3 d打印技术的力量,与总统的话说被法国永远不灭的数码艺术家Gilles Azaro非常原始的时尚。Gilles Azaro用他的桌面3 d打印机,以生成一个物理可视化的声波产生的总统演讲。

奥巴马声音雕塑:工业革命下| Gilles阿莎罗——YouTube

这篇文章名为奥巴马:下一个工业革命的,有一个5英尺长3 d打印波形允许观察员看到点,总统提出了他的声音,停顿,或在讲话中强调声明。

的支持时,巴拉克•奥巴马(Barack Obama)于2014年6月增强是史密森研究所扫描美国领导人为了生产第一3 d总统肖像。扫描的过程尽管总统花了大约7分钟完成,真正的破产规模开发利用选择性激光烧结(SLS)在42小时。

总统,在3 d |白宫——YouTube

使用金属添加剂制造

所有的方法了在本系列前一篇文章利用热塑性塑料、树脂或陶瓷粉作为原始打印材料。这代表了一个相当大的缺点当试图在工业环境中使用是这些材料的机械性能相比是有限的金属。欧洲杯足球竞彩

然而,一些技术,使用金属目前可用。虽然传统的制造工艺,如车削,铣削,仍然是首选生产最终产品时,我正开始发挥重要作用的发展补充产品,如设备和工具。

耐高热铸铁印刷

耐高热铸铁是一个3 d印刷过程用于创建注入工具和死状不锈钢。这个过程开始于一个三维模型的部分划分为层。接下来,液体粘合剂是钢铁粉末喷涂在飞机有选择性地结合每一层的部分。一层完成后,活塞降低了粉基地建立下一层。

一旦完成一部分,剩余粉末必须清除和烧结金属热处理工艺执行。然后烧结材料用铜渗透增加力量和填补毛孔。然而,第二个部分的表面处理是必要的死亡。

叠层制造对象

二级处理阶段没有必要使用叠层对象时制造(LOM)。这个过程结合了加法和减法技术为了建立一层一层地一部分。

表中提供的材料形式和被压力束缚在一起,应用热,由热粘合层。

激光切割材料每一层的形状。过程包括其低成本的优势,没有后期处理是必需的,没有相变过程中,构建大部分地区的潜力。

LOM的缺点包括材料的浪费、低表面定义,一部分是direction-dependent力学性能(各向异性)和复杂的内部蛀牙很难形成。

激光工程化净成形

另一种是技术用于工业被称为激光工程化净成形(镜头)。这种技术构建一个部分熔化金属粉末注入特定的位置。使用高能激光材料融化之前允许冷却和固化。这个过程允许使用各种金属。

重要的是要注意,镜头还用于修复部分由其他进程将是不可能的或更昂贵。然而,使用这一过程的一个缺点是加热和冷却不均匀引起的残余应力,可重要的关键部分的修理期间,如涡轮叶片。

选择性激光烧结

选择性激光烧结(SLS),也称为直接金属激光烧结(摘要),是一个3 d印刷过程中粉末烧结或融合的应用二氧化碳激光束。

激光引信的粉末在特定位置每一层指定的CAD模型。颗粒松散在欧洲杯猜球平台床上躺,这是由一个活塞,降低相同级别的每次完成一层厚度。

这个过程提供了一个可以用各种各样的材料,如塑料和金属,以及聚合物和金属的组合。欧洲杯足球竞彩该技术的主要优势是可以使用广泛的材料。欧洲杯足球竞彩

然而,SLS的缺点是精度受限于材料的粒径和氧化需要避免使用惰性气体和过程发生在一个恒定的温度。氧化的问题是解决相对较新的技术,电子束融化(实证)。摘要循证医学是非常相似的,发生在一个高真空室的区别,避免氧化。

连续生产液体界面

然而,所有的这些技术,和非金属同行,分享两个主要的缺点:生产所需的时间部分和机械性能的改变的方向,由于使用层生成部分。

这是属性被称为各向异性,这种情况是结构的主要问题可以站特定加载时应用方向,而只能在相同负载下粉碎,如果他们被应用在另一个方向。

为了克服这些缺点,北卡罗莱纳大学的研究人员开发了一种新的3 d打印技术连续生产液体界面(夹)。

Carbon3D剪辑技术演示7 x速度| 3 dprint.com YouTube

尽管这一突破性的技术使用液体树脂为原料,实际的过程允许部分的开发速度大大快于目前使用其他技术。一块10个小时现在可以在不到7分钟使用这种技术。

创建的部分也比块在当前开发的3 d打印系统。这些优势是由于一个激进的区别是技术。过程不是基于层的材料而产生的部分以连续的方式。欧洲杯足球竞彩

树脂包含在一个特殊的储层,在地板上有一个富氧窗口。这导致一个富氧“死区”,小于1毫米厚的底部。氧阻止树脂固化即使紫外线预计通过它,这意味着凝固发生略高于“死区”。

凝固的形状是通过控制光通过窗户和预测由于没有需要等待新的树脂流动,对象可以稳步向上拉。

加法制造的未来

尽管加法制造技术几年远离工业厂房中的核心作用,其影响力已经可以看到生产工具和其他辅助产品。

加法制造能够生成部分过于复杂的传统制造业过程能够生产和前沿的研究让我与传统的制造方法。

考虑的领域的研究正在进行,同时发展新的桌面系统,允许终端用户生产自己的创新的组件,不难看出是技术可以在不久的将来,新工业革命的一部分。

源和进一步阅读

• 史密森学会创建第一个3 d总统肖像——史密森研究所
• 科学家创造终结者2 inspired 3 d打印机——《卫报》
• EOS制造解决方案
• r·k . Agarwal d Mathur Shivpuri, j . Lembo”评价耐高热铸铁技术应用为短期锻件死了,”2002年。
• 卡瓦佐斯j·o·菲格罗亚h .银c·a·罗德里格斯和a . Gameros“快速成型复杂的生物医学和航空航天部件与内部功能,“在记忆del第十九Congreso Anual de la SOMIM, 2013年,页873 - 882。

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