增材制造技术分析
增材制造技术分析ppt
05
增材制造技术在各领域的应用案例分 析
汽车制造业
减重设计
01
通过增材制造技术，汽车制造商可以更加灵活地设计出更加流
线型的车身，减少风阻和重量，从而提高燃油效率。
原型制作
02
增材制造技术可以快速地制作出汽车原型，方便制造商进行测
试和修改，减少开发时间和成本。
定制化零件
03
利用增材制造技术，汽车制造商可以生产出更加定制化的零件
定向能量沉积技术
通过高能束流（激光、电子束或离子束）将金属、非金属、 陶瓷等粉末或丝材熔化并沉积到基体上
定向能量沉积技术适用于大型复杂结构件、高性能功能件、 个性化定制件等制造
材料喷射技术
基于喷墨打印机原理，将金属、塑料等粉末材料以液滴形 式喷射到基体表面形成层，通过多层叠加实现零件制造
材料喷射技术适用于低成本、快速制造个性化或小批量零 件
02
技术创新不断涌现
增材制造技术的不断创新和发展，将带来更多的商业机会和发展空间
。
03
跨界融合与合作
增材制造技术将与互联网、人工智能、大数据等前沿技术融合，推动
制造业的转型升级。
技术发展方向预测
高精度打印能力提升
通过更精细的打印头、更精确的控制系统等技术的研发和应用 ，增材制造技术的打印精度将得到进一步提升。
03
增材制造材料及性能
金属材料
钛及钛合金
具有高强度、低密度和良好的 耐腐蚀性能，在航空航天、医
疗等领域得到广泛应用。
铝合金
具有良好的可加工性和相对较低 的成本，在汽车、航空航天等领 域应用广泛。
钢铁
强度高、成本低，主要用于结构件 制造。
非金属材料
增材制造技术分析
增材制造技术分析增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种以逐层加工的方法制造物体的技术。
与传统的减材制造技术（如铣削、车削、雕刻等）不同，增材制造技术通过添加材料的方法逐层堆积构建所需的物体。
增材制造技术的应用范围广泛，涵盖了航空航天、医疗、汽车、消费品等多个领域。
在航空航天领域，增材制造技术可以用于制造轻量化结构件，提高飞行器的燃油效率。
在医疗领域，增材制造技术可以用于制造个性化医疗器械和假肢等。
增材制造技术的优势主要有以下几个方面。
首先，增材制造技术可以实现高度定制化的生产，根据个体需求进行生产，并且可以在设计和制造过程中进行迭代优化。
其次，增材制造技术可以实现复杂形状的制造，避免传统加工方式中难以加工的形状。
再次，增材制造技术可以实现嵌入式功能的制造，例如制造具有传感器功能的产品。
最后，增材制造技术还可以节约材料，减少浪费，降低环境影响。
目前，增材制造技术主要有以下几种类型。
第一种是光固化技术，其利用光敏树脂在光照下固化的原理进行制造。
这种技术常常用于制造精细结构的模型和样品。
第二种是喷墨技术，其通过将墨水喷射到制造平台上形成图案逐层堆积来制造物体。
这种技术常常用于制造彩色模型和艺术品。
第三种是激光熔化技术，其通过激光束将金属粉末或塑料粉末熔化成固体来制造物体。
这种技术常常用于制造高强度的金属件。
此外，还有电子束熔化技术和粉末床层厚技术等。
尽管增材制造技术有许多优势，但也存在一些挑战。
首先，增材制造技术的制造速度相对较慢，制造大型物体需要较长的时间。
其次，增材制造技术的材料选择有限，目前大多数材料都可以制造，但有些特殊材料仍然无法适用于该技术。
再次，增材制造技术的成本较高，包括设备、材料和后处理等方面，使得该技术在一些领域仍然无法广泛应用。
随着科技的不断发展，对增材制造技术的研究和应用也在不断进步。
例如，新材料的开发可以扩大增材制造技术的应用范围。
增材制造技术与其他制造技术的结合也可以实现更高效的生产方式。
高职院校开设增材制造技术专业的必要性分析
高职院校开设增材制造技术专业的必要性分析随着3D打印技术的逐渐成熟和普及，增材制造技术作为3D打印的一种应用形式也受到了广泛的关注。
高职院校开设增材制造技术专业，有着非常强的必要性。
以下是针对该问题的分析。
增材制造技术在各个领域都有广泛的应用前景。
不仅在传统的制造领域中能够提高产品的质量和效率，还在医疗、航空航天、建筑等领域中都有着巨大的应用潜力。
开设增材制造技术专业，有利于培养具有跨学科背景的专门人才，满足多领域应用的需求。
增材制造技术的发展需要专业的知识和技能支持。
这包括对材料性能的了解、设计和模拟技术的掌握、设备的操作和维护等多方面的能力。
高职院校开设增材制造技术专业，能够提供系统化的教育培训，培养学生掌握增材制造技术的理论和实践能力，为未来从事相关工作的人才提供专业化的支持。
增材制造技术的快速发展也带来了新的职业机会。
随着增材制造技术的普及，相应的行业和企业也将迅速崛起。
开设增材制造技术专业，能够为学生提供更广阔的就业空间和职业发展机会，为他们创造更好的未来。
也需要清楚地认识到，高职院校开设增材制造技术专业面临一些挑战。
首先是师资力量的问题。
增材制造技术是一个新兴的领域，专业人才相对较少，高水平的师资队伍也相对稀缺。
高职院校需要加大对师资的引进和培养力度，提高增材制造技术专业的教学质量。
其次是实训设施和设备的问题。
增材制造技术需要一系列的设备和实验平台进行实践操作，这对学校的实训设施和设备要求较高。
高职院校需要投入更多的资金和资源，建设符合专业要求的实验室和实训基地，提供良好的实践环境。
高职院校开设增材制造技术专业具有非常强的必要性。
它能够培养适应制造业转型升级的专门人才，推动增材制造技术在各个领域的应用和发展。
也为学生提供了更广阔的就业空间和职业发展机会。
开设该专业也面临一些挑战，需要高职院校加大投入，提高教学质量，为专业发展创造良好的条件。
增材制造技术在医学领域中的应用前景分析
增材制造技术在医学领域中的应用前景分析随着科技的迅猛发展，增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）作为一种具有革命性的制造方法，正逐渐应用于医学领域。
这项技术通过逐层堆叠材料来制造三维物体，与传统的切削加工方法相比，增材制造技术的优势在于可以实现形状复杂的个性化设计以及生物相容性材料的制造。
本文将就增材制造技术在医学领域中的应用前景展开分析。
一、生物打印技术在组织工程中的应用生物打印技术是增材制造技术在医学领域的一个重要应用方向。
通过将细胞和生物材料以适当的方式层叠在一起，可以打印出人体组织和器官的三维模型。
这项技术的优势在于可以根据患者的具体需求和生理特点，定制化打印出适合其身体的组织和器官。
例如，利用生物打印技术可以打印出合适尺寸和形状的瓣膜，为心脏病患者提供定制化的瓣膜替代品。
此外，生物打印技术还可以用于人工皮肤的制造、骨骼修复等方面。
随着生物打印技术的不断发展，预计未来将能够打印出更多种类的人体组织和器官，为医学领域带来革命性的变革。
二、智能义肢的个性化设计与制造增材制造技术的另一个重要应用领域是智能义肢的设计与制造。
传统的义肢都是按照标准形状和尺寸制造的，无法满足每个患者的个体差异和运动需求。
而借助增材制造技术，医生可以根据患者的具体情况，设计和制造出个性化的智能义肢。
增材制造技术可以将传感器、电子元件和材料融为一体，制造出适合患者的仿生义肢，并且可以根据患者的反馈进行微调和优化。
这种个性化设计与制造的智能义肢可以提供更好的功能和舒适度，帮助残障人士更好地恢复运动功能。
三、医用高分子材料的制造在医学领域中，高分子材料是一类重要的功能材料。
增材制造技术可以应用于高分子材料的制造，为医学领域带来更多的创新。
例如，通过增材制造技术可以制造出生物可降解聚合物支架，用于组织重建和修复。
这种支架可以在人体内慢慢降解，促进组织再生和修复，无需二次手术取出。
另外，在口腔修复领域，增材制造技术可以制造出牙齿修复材料，提高修复效果和耐用性。
高职院校开设增材制造技术专业的必要性分析
高职院校开设增材制造技术专业的必要性分析增材制造技术是一种以三维数控技术为基础、通过逐层堆积材料逐步构造物体的高新技术。
随着制造业的快速发展和市场的不断变化，增材制造技术在各个领域都有着广泛的应用，其必要性也日益凸显。
本文将从产业需求、技术发展、人才培养等方面进行必要性分析。
产业需求是开设增材制造技术专业的首要原因。
随着现代制造业向智能化、个性化、定制化方向发展，传统的制造方法已经无法满足市场需求。
而增材制造技术的出现，可以实现复杂形状、小批量、高精度的产品制造，满足市场对个性化和定制化产品的需求。
在航空航天、汽车制造、医疗器械等行业中，增材制造技术已经得到广泛应用。
开设增材制造技术专业可以培养具备相关技能的专业人才，满足产业的需求，推动行业发展。
技术发展也是开设增材制造技术专业的必要性之一。
随着增材制造领域的技术不断进步和创新，相关的技术手段和设备也在不断提升。
开设增材制造技术专业可以培养学生对新材料、新工艺、新设备的了解和应用能力，提高其技术水平和创新能力。
将科研成果转化为产业化生产，推动增材制造技术的发展，提升国家在该领域的竞争力。
人才培养也是开设增材制造技术专业的必要性所在。
随着增材制造技术的不断发展，对相关人才的需求也越来越高。
开设增材制造技术专业可以培养具备相关知识和技能的专业人才，提高产业对人才的需求的满足度。
通过系统学习和实践，学生可以熟练掌握增材制造技术的原理、方法和工艺，具备独立设计和创新能力。
增材制造技术专业也可以为学生提供就业和创业的机会，培养创新创业人才，促进经济发展。
开设增材制造技术专业还可以促进产学研结合，推动学术研究和技术应用的发展。
高职院校可以与企业进行合作，开展相关课程和实践教学，培养学生的实际操作能力和工程素养。
通过与企业的密切合作，培养学生的职业素质和团队协作能力，提高其就业竞争力。
高职院校还可以与科研机构共同进行科研项目的开展，推动增材制造技术的创新与应用。
智能制造中的增材制造技术
智能制造中的增材制造技术随着科技的不断进步，智能制造成为了制造业的一个重要发展方向。
而在智能制造的领域里，增材制造技术无疑是一种备受关注的技术，它也被称为3D打印技术。
利用3D打印技术，制造商可以以比传统制造更加高效、精确和环保的方式生产产品，它的优势正在逐渐被市场认可和接受。
什么是增材制造技术？增材制造技术是一种快速成型技术，它可以通过一系列逐层的加工构建出任何形态的三维物体。
这种技术的原理很简单：它通过逐层增加物质来形成一个物体，而且可以在很短的时间内制造出复杂的物品。
与传统的去除型制造技术不同，增材制造技术可以将材料直接添加到零部件中，从而避免了废料和能源的浪费。
这种技术适用于多种材质，如金属、塑料、陶瓷、织物等等。
与传统的制造方式相比，增材制造技术不仅可以大幅降低成本，而且还可以提高生产效率和产品质量。
应用增材制造技术的优点增材制造技术的优点在于可以大大降低生产成本，缩短生产周期，并生产一些无法进行传统制造的东西。
因为增材制造技术是一种形状自由的技术，因此可以生产复杂的零件和产品。
这种技术可以通过设计只需要材料的最小量，从而减少浪费。
利用增材制造技术可以制造各种复杂的物体，例如功能性的原型、高效的生产部件、甚至是飞机发动机。
当然，增材制造技术也有一些限制。
由于增材制造技术还处于发展初期，并且需要使用特殊材料来生产产品，因此在一些特定的应用领域中，其成本可能相对较高。
增材制造技术的发展趋势目前，增材制造技术已广泛应用于包括机器人、医疗器械、航空航天、汽车和船舶、建筑和装饰等各种领域。
在未来，增材制造技术还将以更加完善的形态应用于各个领域。
为了满足准确度和效率上的需求，在加工方式上，增材制造技术将会进一步拓展应用领域，例如制造超大尺寸的零件。
在材料方面，随着科技的不断进步，新的材料可能会成为增材制造技术的重要组成部分。
例如，有望取代钢铁的合成材料、可以催化人造器官生长的生物材料等等，这些新型材料都可能成为增材制造技术中未来的关键材料。
先进增材制造技术在汽车行业的应用
先进增材制造技术在汽车行业的应用一、先进增材制造技术概述增材制造技术，通常被称为3D打印技术，是制造业领域的一项革命性技术。
它通过逐层添加材料的方式来构建物体，与传统的减材制造技术相比，具有更高的设计自由度、更短的生产周期和更低的材料浪费。
随着技术的不断进步，增材制造技术在汽车行业的应用日益广泛，为汽车设计和制造带来了前所未有的变革。
1.1 增材制造技术的核心原理增材制造技术的核心原理是利用数字模型文件，通过逐层添加材料的方式来构建三维实体。
这一过程通常包括以下几个步骤：首先，通过计算机辅助设计（CAD）软件创建三维模型；然后，将模型转换为增材制造设备能够识别的格式；接着，增材制造设备根据指令逐层添加材料，直至完成整个物体的构建。
1.2 增材制造技术在汽车行业的应用前景增材制造技术在汽车行业的应用前景广阔，主要体现在以下几个方面：- 快速原型制造：增材制造技术可以快速制造出汽车零部件的原型，加速产品开发周期。
- 个性化定制：增材制造技术可以根据客户需求定制生产独特的汽车零部件，满足个性化需求。
- 复杂结构制造：增材制造技术能够制造出传统工艺难以实现的复杂结构，提高产品性能。
- 材料利用率高：增材制造技术在制造过程中材料利用率高，有助于降低成本和减少浪费。
二、先进增材制造技术在汽车行业的具体应用2.1 汽车零部件的快速原型制造汽车零部件的快速原型制造是增材制造技术在汽车行业应用的一个重要方面。
通过增材制造技术，设计师可以在没有模具的情况下快速制造出零部件原型，进行测试和验证，从而大大缩短产品开发周期。
2.2 汽车零部件的个性化定制随着消费者对汽车个性化需求的增加，增材制造技术在汽车零部件的个性化定制方面展现出巨大潜力。
增材制造技术可以根据每个消费者的特定需求，定制生产独一无二的汽车零部件，如定制化的汽车内饰、车身部件等。
2.3 复杂结构的汽车零部件制造增材制造技术能够制造出具有复杂内部结构的零部件，这些结构在传统制造工艺中往往难以实现。
增材制造技术与产业的发展及前景分析
摘要：当前增材制造技术已经在多个领域应用，相关产业的发展非常迅速，利用增材制造技术可以有效解决传统技术中复杂零部件的成型问题。
增材制造技术弥补并融入当前生产模式，从经济、社交和创意等方面改变着我们的生活。
关键词：增材制造技术；发展；前景分析；3D打印增材制造技术是利用材料学、光学等综合学科知识将材料堆积成具有一定结构和功能的零件的一种先进技术，又称3D打印技术。
与传统的制造技术不同，增材制造技术不需要刀具设备和复杂的操作工序，只需要利用三维数据，即可以在相应的设备上制造出所需的零件，利用增材制造技术可以解决传统制造的弊端，提升产品的制造速度。
本文主要从增材制造技术和产业概述出发，分析增材制造技术的发展现状及其前景。
一、增材制造技术与产业概述(一)增材制造技术的概念及原理增材制造技术起源于20世纪80年代，它是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
相对于传统的对原材料去除—切削、组装的加工模式不同，是一种通过材料累加的制造方法，从无到有。
这使得过去受到传统制造方式约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。
常见的增材制造技术工艺有以下几种：一是熔融沉积成形技术(FDM)，对热熔性材料加热融化，通过喷头挤出，而后固化成形；二是立体光固化成形技术(SLA)，利用紫外线或其他光源照射使光敏树脂凝固成形，逐层固化；三是选择性激光烧结成形技术(SLS)，利用激光照射材料，使材料熔融后烧结成形；四是分层实体制造技术(LOM)，让一层层材料相互黏合，然后切割成形；五是粉末黏结成形技术(3DP)，铺设粉末，然后喷射黏合剂，让材料粉末黏结成形；六是电子束熔化成形技术(EBM)，利用电子束轰击材料，使材料熔融后烧结成形。
(二)增材制造技术的特点与传统制造相比，增材制造具有较大的优势，其主要体现在以下几个方面：一是造物周期短，传统制造往往需要根据产品的样式制造相应的模具，之后才可以进行产品的加工和生产，而利用增材制造技术无需模具造物周期短，这样在时间和费用上都可以有一定程度的降低，从而节约成本；二是制造方法简单，增材制造技术能够实现设计和制造一体化，这样就可以解决一些传统制造工艺较难解决的问题，特别是大型薄壁件、蜂窝状复杂结构部件、钛合金等难加工、易热成形等零件的制造方面增材制造具有较大优势；三是增量制造，传统制造工艺是做减法，在去除一些材料的基础上进行加工，但增材制造是做加法，增加材料进行加工，这样可以有效提升材料的利用率，而且不受产品结构的控制；四是适应单件小批量个性化需求，增材制造能降低小批量生产的成本，对于传统制造来说，无论是大批量还是小批量都需要专门的设备、模具以及生产线，因此，小批量生产的成本较高，基于此很多企业可能不大愿意进行小批量生产，而利用增材制造技术可轻松实现单件小批量生产，可实现差异化、个性化单件的定制生产。
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金属零部件增材制造
Since 1985
国外金属材料增材制造的主要研究机构
• • • • • 美国Los Alamos 美国 Sandia AeroMet GE、罗罗(英国)、IBM、波音、洛马、诺格 西屋核电
------------------------------------------------------------------------------• Stratasys 公司 （占世界3D打印机销量的一半，2011年为 2万台） • Objet公司（世界最大的商用3D打印机） • 3D systems 公司 • EOS 、 Arcam AB、 GmbH
美国国防部资助了一系列的计划。 这些研究机构做出了大量的飞机零部件。例 如：Sandia实验室做航空发动机叶片；泵壳体尺 寸300mm左右，Los alamos 作出高温合金管。 Aeromet利用激光快速成型技术制造的多个钛合 金关键大型承力结构件；如尺寸达到2.5m、重达
130kg的大型整体筋板加强钛合金发动机框、机
民用消费级采用的工艺主要为熔积成型FDM。
现代CAD/CAM 技术
CAD技术设计要打印的 各种物品的3D数字模 型。
计算机数控技术软件或系统 把3D数字模型切片。并根据每片的形状， 分解成一条条的打印指令传给伺服电机和 喷头，并保证各个伺服电机精确确配合。
精密伺服驱动技术 伺服电机根据指令要精确控制打印头 的移动位置和平台移动，使每个时刻都在 精确的位置打印。精度要达到0.1mm。甚 至20um.
5 西安 卢秉恒 交大
激光 铸造 航空部件 熔融 容积 机械 塑料 成型 光固 树脂、骨骼、 机械 化 芯片
院士
国内增材制造简单概括：五大派系，三种工艺
王华明
王华明，北航材料学院材料 加工工程系主任。 1995年进入 金属激光增材制造领域。 为国产C919、J15、J20、J31提供航空结构件。 还包括少量的航空发动机整体叶盘，材料主要 为钛合金、镍基高温合金、少量高强钢。 2012年，凭借“大型复杂整体钛合金结构件激 光成型制造技术及装备”获得国家技术发明奖 一等奖。
翼拼接接头等已经在F22及F-18E/F上得到批量应
用。
但美国激光快速成型全都集中在小体积高价
值的零件，还包括表面修复，表面涂层。
1.激光一走，温度迅速下降，容易出缺陷，做不了 大零件。 2.由于力学性能差，激光成型再去热等静压，性能 不如锻件，激光成型再去锻造，还是不如锻件。 3.缺乏大型装备。 美国人没办法提出了“损伤容限”的概念。 在大尺寸复杂钛合金整体结构件在F18上做试验失败3 年后，Aeromet公司倒闭。
板材、棒材或锻件机械加工后的细棒氩 气雾化制成粉末，以粉末雾化态真空罐装供 应，其中粉末７０％为球形粉末，需筛分和 干燥，粒度为100-300目。
激光增材制造技术工艺优势
1.增材制造技术出来的部件组织细密，非常均匀；锻造（ forging）都会有一个压力的均匀问题。铸造中心偏析，晶粒 粗大，组织不均匀。 2.周期短、成本低、柔性高效。 3.节省材料，较常规制造方法提高5倍以上。
06年某飞机起落架的关键零部件，目前已经批 生产，已经受2000多个起落。
航空发动机叶盘
高温合金涡轮盘
“未来发动机就是一肚子 的整体叶盘，叶片和盘子分开 的重量太重。而我们现在可以 叶片和盘子同时出来，而且叶 片我们可以随心所欲控制组织， 让它长成柱状晶，他的高温性 能就很好，这里我们让它长成 等轴晶，低周耐疲性能就很好， 如果温度再高，我们就可以换 材料，它可以做到随心所欲， 一种零件可以用很多种材料来 做。”
金属材料增材制造的瓶颈
1.成本太高,而且不具备规模经济的优势。
国内增材制造 激光 熔融 激光 烧结 产品 航空部件 航空部件、 汽车部件、 骨骼、牙齿 国家认可 国家技术发 明奖一等奖 国家技术发 明奖二等奖 C919应用 1 北航 王华明 2 华中 史玉升 科大
西北 3 黄卫东 工大
4 清华 颜永年
高性能难加工大型复杂整体关键 构件激光直接制造技术
“翅膀根的受力件，我们做出来136公斤，锻件1706公斤，节 省材料90%+。2010年，已经做完了性能测试，比锻件还要好。 05年做出图示零件需要5天，现在只要几小时。” 我国成为目前世界上唯一突破飞机钛合金大型主承力结构件激 光快速成形技术，并实现装机应用的国家。所做零件经过 8000小时以上的抗疲劳测试。
增材制造金属部件有多贵
• 增材制造的金属部件每克售价10元-100元,价格在 黄金和白银之间. • 王华明利用增材制造技术生产的飞机次承力结构 件,几十公斤,成本120万. • 外国记者John Newman 报道，中国用于增材制造 的国防研发费用约在8000万美元。
增材制造技术生产的家用金属用具成本是传 统生产成本的1000倍。
3D打印市场情况
2011年全球3D打印产业产值为17亿美元， 国内为3亿人民币。年增长率25%。
目前3D打印产品的主要应用领域
1.快速模具制造（汽车） 2.高端零部件（航空零部件） 3.产品设计（电子消费品等，苹果手机） 4.医疗保健（牙科、假肢、骨骼）
这些应用集中在不计成本的设计行业、尖端制造、 以及一对一的个性化服务方面。
3D打印生产的假肢在欧美已经有30000人 以上在应用。
工业级3D打印机
涡轮引擎部件 钛合金
3D打印不是泡沫也非“神器”
PBS塑料 树脂 高强钢 钴铬合金 木材 陶瓷 尼龙 铝 镍铝合金 细胞 不锈钢 玻璃 钛 青铜合金 黄金 纸 生物墨水 钛合金 ABS塑胶 钨
3D打印能制造的物品，常常令人惊叹！，但这些 打印件没有生产标准，没有质量检测，没有安全 认证，属于“三无”产品。大部分外观、质量、 性能都赶不上常规生产方法制造出的物品。
C919大型客机主风挡窗框
“双曲面窗框，Ti-6Al-4V钛合金，只有欧 洲有有家公司能做，周期2年，先付200万美 元模具费，而且零件非常贵。而我们55天就做 好了，4大件，2件已经装上了飞机。”
飞机起落架
一种300M超高强钢飞机起落架的制造方法 专利号：200810010308 发明（设计）人：王云阁;王向明;王华明
• 经济学人 “第三次工业革命”。南方周 末 “野蛮神器”要革制造业的命。 • 工信部副部长苏波表示将推动3D打印产业 化；科技部表示在制定3D打印的战略规划。
3D打印概念
• “增材制造”=“3D打印”=“快速原
型制造技术”
• 根据零件的形状，每次制做一个具有 一定微小厚度和特定形状的截面，然 后再把它们逐层粘结起来，就得到了 所需制造的立体的零件。
激光增材制造技术工艺难点
1.由于冷却速度太快，内应力大，容易内部缺陷。 2.裂纹一旦形成，高速扩展。 3. 晶粒组织难以控制。
高性能难加工大型复杂整体关 键构件激光直接制造技术
“F22钛框，面积5.53平方米。3万吨水压机模锻件 能达到0.8平方米，8万吨能达到4.5平方米。 传统方法，铸锭，制胚，模具，模锻。美国的一个飞机 零件，压成一个饼3吨，到最后加工完成只有144公斤， 材料利用率不到5%。增材制造，材料利用率80%左右。 我们通过增材技术制造的最大的整体结构件5平方 米，美国做不了。激光成型的零件，超过或者等同于锻 件的性能，抗疲劳强度，比锻件高32-53%，疲劳裂纹 扩散速率降低一个数量级。常规性能和锻件差不多，但 高温、持久、抗疲劳性能比锻件好很多。”
王华明激光快速成型装备，做了五代。
激光成形技术的主要工艺参数为：激光束 功率：３．０～１０ｋＷ 激光束斑直径：φ ３～６ｍｍ扫描速度：５～１０ｍｍ／ｍｉｎ 粉末流量范围：１０～３０ｇ／ｍｉｎ单层沉 积厚度：不高于０．８ｍｍ。99.99-99.999% 高纯氩气或氦气作保护性气氛。
激光增材制造用金属粉末
华中科技大学的增材制造技术进展
广西玉柴运用该技术生产六 缸发动机缸盖，7天内可以整体 成形四气门六缸发动机缸盖砂芯。 而采用传统的砂型铸造试制方法， 需要5个月左右。
为空客和欧洲航天局制作飞机、 卫星、航空发动机用大型复杂钛 合金零部件的铸造蜡模。
华中科技大学设备成型空间： 1．2米×1．2米；EOS 公司：0．73米×0．38米；3D系统公司：0．55米×0． 55米。使我国在激光烧结快速制造领域达到世界领先水 平。
新材料技术 打印材料的研发目前还在初级阶段。
商用级3D打印机
• 打印材料：树脂、金属、石 膏、尼龙、玻璃等。
• 特点：结构复杂、精度高、 物品表面质量好、基本不考 虑力学性能。 • 分层厚度：0.1mm-0.5mm • 市场范围：市场20%的3D打 印机属于商用级。 • 售价：100万-400万 RMB • 消费人群：大中型生产制造 企业研发设计部门
王华明完成直径达550mm、具有快速凝固 径向定向微细柱状晶梯度组织的镍基高温合金 发动机涡轮盘样件，叶片900度疲劳强度可以比 第二代单晶高40%。
王华明的增材制造技术总体评价
1.在内部缺陷控制、组织控制及定向凝固等关键 技术方面取得了突破。 2. 大部分零部件经过装机检验。 3.在部分零部件性能上，增材制造>锻造>铸造。 4.发动机叶盘整体制造，还未装机试验，但表现 出很大的潜力。 5.目前用的原料粉末，都是已经冶炼好的钢的粉 末。 6.现有的文献、新闻、专利、报告都没有提到过 废品率，猜想应该不会太低。
为什么增材制造航空零部件还能 降低成本
传统方法制造航空结构件：
1.开模具费用昂贵。一个很小的零件，宝钢做一套
等温锻造模具，费用7000万，每一个零件的模具
分摊费就是几十万。
2.设备贵。热锻用的3万吨水压机投资25亿。
3.材料浪费多，材料利用率5%-50%。
飞机零部件非常昂贵，这是飞机尤其是军用飞机贵的 原因。
Additive Manufacturing（3-D printing）