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增材制造技术国内外应用与发展趋势

贡森
  
一起生活科学
2022年4期
南京双庚电子科技有限公司,江苏 南京 210000

摘要:随着3D技术的成熟,增材制造技术的运用增多,通过新型的制造方式进行产品制造,能够提高产品制造的质量。增值制造技术的运用可以促进制造行业的发展,并且能够提高制造行业的发展水平,对于未来制造有重要的作用。本文是针对增材制造技术的应用情况进行探究,了解国内外学者研究现状,对其未来发展趋势进行分析。

关键词:增材制造技术;国内外;应用;发展趋势

增材制造基于数是基于分层制造原理,通过逐层累加的方式进行分析,这是一种新型制造技术,增材制造技术在数字化模型制造中有良好的应用价值,尤其是随着三维打印和实体打印技术的成熟,应用也不断地增多[1]。增值制造技术的研究也比较成熟,当前已经有较多的研究成果,如数字化技术、制造技术、激光技术等,运用计算机辅助设计数字模型,实现精密地制造、三维实体制造。

一、增材制造技术国内外应用现状

(一)国外学者研究现状

国外学者对于增材制造技术的研究比较多,并且经研究也比较成熟,在1892年已经有比较成熟的技术,申请了专利开始增材制造技术的研究。欧美等发达国家对增材制造技术的研究比较成熟,并且其覆盖的领域比较多,完善的产业链,并且重点企业有专门的设备制造商升级为从设计到终端零售制造的综合提供商。增值制造技术是以基础肋板材料为基础,开展设计制造工作,并且在生产的过程中,能够有效缩短传统生产中企业生产效率的等待时间长等问题[2]。尤其是可以将其运用到更广泛的领域内,在牙科设备、外科手术器械打印方面效果理想,并且能够解决实际问题。欧美等国家对于增材制造技术运用不断增多,并且其投入的资金成本也比较多,研究比较成熟,当前增材制造技术在军事航空等领域运用不断增多。

(二)国内学者研究现状

国内学者对于增材制造技术的研究是从国外发展起来的,借鉴国外对于增材制造技术的研究经验开展相关工作,并且十分重视高校和科研机构研究,这项技术比较成熟,并且与传统生产技术相比具有比较大的突破,当前国内学这对于增材制造技术的研究主要是在各个大学内[3]。清华大学已经建立研究中心,对于增材制造技术进行分析,了解实际应用效果。当前国内增材制造技术不断成熟,并且在航空、汽车、军事等领域运用增多,得到了一定的研究成果。但是我国增材制造技术,相比于国外企业还有较大的差异。尤其是当前研究实力不强,在核心器件研究中依赖进口,尤其是国内制作精度和速度都比较低,这也无法满足产品制造需求,我国对于增材制造技术的研究还有很长的路要走。

二、增材制造技术应用发展趋势

(一)航天领域应用

航天航空领域发展中对于机器零部件的要求比较高,尤其是外形比较复杂,材料性能、强度要求比较高,这就导致零部件生产难度大。而将增材制造技术运用其中可以满足寿命要求,提高其可靠性,有效降低生产成本[4]。增材制造技术可以满足航空航天领域发展需求,结合多项技术进行分析,提高应用价值,促进航空航天制造业的发展。尤其是航空航天制造业发展,将新型技术运用其中,可以提高零部件生产效率,直接将电子电路打印出来,进行复杂发动机、复杂结构件的打印。

(二)军事领域应用

现代军事领域发展不仅需要满足信息化、技术化要求,还应该提高其修复能力,将增材制造技术运用到现代军事领域中,可以进行辅助工具,涉及提高辅助工具制造的灵敏度,降低对于战场的影响。尤其是现代军事研究中将增材制造技术到设备损伤制造中,可以提高战场作战效率。增材制造技术的运用能够解决到以前存在的问题,通过三维打印技术进行模型、数据等分析,结合合适的材料打印符合要求的零件,这样能够完成修复工作,提高军事领域发展水平[5]。如美国对于增材制造技术的运用不断成熟,并且已经将其运用到航母配备零件打印中,其研究效果比较成熟,并且能够有效地减少随身携带的零部件,避免出现零部件损坏等情况。增材制造技术在军事领域的运用可以进行零部件创新,可以结合复杂的部件进行成型分析,提高武器的修复能力。

(三)生物领域应用

增材制造技术在生物医学领域运用可以满足实际需求,并且能够解决当前存在的不足问题,尤其是当前科学技术不断进步,生物医学领域与研究对于制造的要求增多,采用增材制造技术可以满足生产要求,可以运用三维打印技术进行脸部修饰、美容、牙齿矫正等方面,提高应用效果。生物医疗行业发展迅速,将增材制造技术运用可以提高应用效果,满足治疗要求。当前制造中很多的技术都不成熟,需要结合具体情况进行实验研究,提高其应用价值,要充分地考虑人体对材料的接受程度,避免出现不兼容或是冲突等情况,影响使用安全。

(四)汽车制造领域

增材制造在汽车零件领域运用可以提高制造水平,并且能够结合模型设计、制造等进行分析,保证汽车制造符合要求直接成形。增材制造技术在汽车领域应用不断增多,这是我国经济发展支柱产业,其应用效果显著,能够解决当前存在的性能问题。增材制造技术在汽车零件研究中运用能够提高其加工效果,但是由于零部件加工难度大,可能会影响具体使用,并且还有可能会出现性能降低等情况。汽车零部件在增材制造技术的运用中要结合具体情况分析处理要求,还应该加强相关实验,当前,美国对于增材制造技术的运用已经将其运用到电动公交车打印中,这辆车可以进行回收处理。

(五)模具领域

增材材制造技术在模具制造中运用可以提高模具制造质量,当前运用的材料主要是树脂基复合材料、合金、金属电弧等,这些材料制作成本比较低,精准度高,其应用效果比较理想。在模具制造领域中运用增材制造技术可以保证这些模具强度和硬度符合要求,并且在长期生产的过程中不会出现磨损严重或破损等情况。当前传统生产技术已经无法满足制造行业的发展,将其用到模具领域中,可以提高应用价值,尽可能地提高其性能和使用寿命,展现全新的模具制造前景。当前增材制造技术在模具制造中并不成熟,还需要进行相关的实验研究。

结论:综上所述,增材制造技术周期短,操作简便,并且材料利用效率比较高,因此可以将其运用到生产制造中。增材制造技术比较成熟,其开发程度比较高,能够进行创新研究,提高设备质量。通过金属、塑料陶瓷等材料的运用提高提供价值,满足研发需求,进行功能化分析。增材制造技术可以提高制造业发展能力,促进我国制造行业的发展,可以将其运用到更广泛的领域内,促进我国各行各业的发展。

参考文献:

[1]杨冰,廖贞,吴圣川,等.增材制造技术发展和在先进轨道交通装备中的应用展望[J].交通运输工程学报,2021,21(1):22.

[2]韩潇,曹珺雯,焦建超,等.面向空间光学遥感器的增材制造技术的发展与应用[J].航天返回与遥感,2021,42(1):10.

[3]马志林,高梦迪,王庆阳,等.增材制造技术在应用型本科院校机械专业教学中的应用[J].湖北开放职业学院学报,2020,33(18):3.

[4]柏关顺,韩日宏,明珠,等.金属增材制造技术在武器装备的应用和发展[J].兵器材料科学与工程,2021,44(6):13.

[5]朱忠良,赵凯,郭立杰,等.大型金属构件增材制造技术在航空航天制造中的应用及其发展趋势[J].电焊机,2020,50(1):15.

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