
廣義與狹義增材制造技術(shù)內涵示意圖

技術(shù)群
增材制造技術(shù)是指基于離散-堆積原理,由零件三維數據驅動(dòng)直接制造零件的科學(xué)技術(shù)體系;诓煌姆诸(lèi)原則和理解方式,增材制造技術(shù)還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱(chēng)謂,其內涵仍在不斷深化,外延也不斷擴展,這里所說(shuō)的“增材制造”與“快速成形”、“快速制造”意義相同。關(guān)橋院士提出了“廣義”和“狹義”增材制造的概念(如圖1所示),“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術(shù)結合、分層累加材料的技術(shù)體系;而“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征,以直接制造零件為目標的大范疇技術(shù)群。如果按照加工材料的類(lèi)型和方式分類(lèi),又可以分為金屬成形、非金屬成形、生物材料成形等(如圖2所示)。以激光束、電子束、等離子或離子束為熱源,加熱材料使之結合、直接制造零件的方法,稱(chēng)為高能束流快速制造,是增材制造領(lǐng)域的重要分支,在工業(yè)領(lǐng)域最為常見(jiàn)。在航空航天工業(yè)的增材制造技術(shù)領(lǐng)域,金屬、非金屬或金屬基復合材料的高能束流快速制造是當前發(fā)展最快的研究方向。
經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,增材制造經(jīng)歷了從萌芽到產(chǎn)業(yè)化、從原型展示到零件直接制造的過(guò)程,發(fā)展十分迅猛。美國專(zhuān)門(mén)從事增材制造技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)的Wohlers協(xié)會(huì )在2012年度報告中,對各行業(yè)的應用情況進(jìn)行了分析。在過(guò)去的幾年中,航空零件制造和醫學(xué)應用是增長(cháng)最快的應用領(lǐng)域。2012年產(chǎn)能規模將增長(cháng)25%至21.4億美元,2019年將達到60億美元。增材制造技術(shù)正處于發(fā)展期,具有旺盛的生命力,還在不斷發(fā)展;隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展,應用領(lǐng)域也將越來(lái)越廣泛。