摘要：在当今时代的背景下，科学技术迅猛发展，各个行业都迎来了许多先进技术的引入，这推动了整个行业的快速进步。增材制造技术在目前机械加工行业中作为一种广泛应用的新技术，对于科学合理地应用该技术，不仅有助于突破传统的制造工艺，而且还能够为整个行业的进步做出重要贡献。基于此，针对增材制造技术在机械制造领域的应用，有必要进行详尽的分析，以便给相关从业人员提供有实际意义且有效的参考和援助。

关键词：增材制造技术；机械制造；应用研究

一、增材制造技术的发展现状

增材制造是一种集成化的成型技术，它使用粉末直接打印成型，通过逐层堆积材料来实现复杂形状零件的整体制造。这种技术可以方便地控制不同批次之间的一致性，整个制造过程可以完全监控、检测和记录，从而显著提高产品的质量和稳定性。同时，增材制造利用三维模型进行打印，实际对象与模型之间存在显著的对应关系，便于进行数字孪生仿真，同时支持在线的实时分析和评判。作为一种高效的复杂零件生产技术，增材技术一定程度上避免了一系列如切削加工、部件装配和毛坯制造等繁冗的程序。增材制造技术与传统的刀具和磨具最大的区别就是，大大缩短了其产品的生产周期，也减少了工艺准备的时间，因此，它能有效地实现液体动力产品的快速迭代验证。增材制造技术通过高能熔化金属粉末实现整体成型，该技术具有高材料利用率、低能耗和低排放的特点。相比传统制造方式，它能够减少使用刀具、模具等所带来的成本，并且避免了原材料的浪费现象。因此，该技术与传统制造模式相比，它彻底改变了制造过程。

目前，航天液体动力制造领域中，增材制造技术被普及应用，这些技术包括激光束、电子束以及电弧等高能束成型方法。具体来说，航天液体动力制造领域中常用的技术方法有：激光选区烧结技术（SLS）、激光熔化沉积（LMD）以及电弧熔丝增材制造（WAAM）等。

二、增材制造技术的特点分析

针对增材制造技术而言，它拥有许多传统技术所没有的独特优势和特点，并对传统技术进行了明显的优化和改进。

第一，快速成型且制作周期短。进一步分析研究增材制造技术后发现，该技术只需原材料和设备即可进行产品加工，无需机械加工，也无需多次加工工序，能够实现一次成型，极大地缩短了零件加工时间，同时也使成本有效降低。一般而言，传统的制造和加工过程中，通常需要准备和采购原材料。在加工过程中，还需要使用各种不同的工艺和方法进行处理，最后，对部件进行组装。然而，这种方式下会导致经济成本的增加。

第二，增材制造技术使用材料高效率。其采用自下而上的分层制造方式，能够一次成型，减少了材料损耗，尤其是模型的成型过程中的损耗。因此，相对于传统的减材制造技术，增材制造在材料资源节约方面具有有效性。

第三，激光具有卓越的相干性和方向性，因此在科学上的应用十分合理。利用高能量的激光，可以在短时间内迅速提高温度甚至达到几千度，这使得以前难以加工的材料变得极易加工起来，为制造加工过程带来了巨大的优势。

三、增材制造技术在机械制造领域的应用

（一）应用于航空航天领域

航空航天领域的实际发展中，对于外形复杂多变且广泛应用的零件，对材料的很多方面如硬度、强度甚至整体性能等都有极高的条件。除此之外，因为航空航天零件成本较为高昂，当前飞行器的发展趋势是朝着使用寿命长、可靠性高和整体结构模式的方向发展。为了满足这些需求，增材制造技术，如电子束熔融沉积等，在该领域得到广泛应用，推动了整个航空航天领域的发展进程。

（二）应用于汽车零件制造领域

因社会快速发展和进步，汽车产业在我国实际发展过程中得到了显著提升，已成为国民经济的关键。然而，汽车零部件随着时间的推移形态变得越来越复杂，其加工制造的难度也相应增大。因此，科学合理地应用增材制造技术可以有效解决许多问题和困难。比如：2014年，奥迪以创新的方式应用了3D打印技术。他们使用了名为Fusion360的软件来设计奥迪R18E-TronQuat-tro模型的车身和底盘，并选择以0.2毫米的厚度进行FDM打印，此类全新的制造方法给整个行业带来了翻天覆地的革命。美国亚利桑那州的一家名为Local Motors的3D打印汽车公司，他们在2016年采用了一种叫做增材制造技术的先进工艺，成功地打印出一辆名为OLLi的自动驾驶电动公交车。这辆公交车的很大一部分采用了回收和再利用的方式，以实现可持续发展。这种新的制造方法为汽车制造业带来了往日未曾有过的挑战。

（三）应用于生物医学领域

在宏观层面上来看，生物医学领域与人类的健康和生活息息相关。随着现代科技广泛普及和应用，对于当前的标准和要求而言，传统的生物医学无论是治疗手段还是设备都已经无法满足了。所以，引入增材制造技术，使得该领域发生了翻天覆地的变革。在当前的发展和进步阶段，不断推广和应用增材制造技术变得愈发重要，特别是在3D打印技术选择方面，3D打印技术在脚踝矫正和组织器官替代方面有广泛的应用。例如，在美国，爱齐公司创新了一项现代隐形矫正技术，借助3D打印技术批量生产个性化的隐适美牙科矫正器具，这种先进的器具从一定程度上解放了传统牙箍的限制。2016年，北京阜外医院成功实施了一例导管主动脉瓣膜置换手术，该手术是第一例在3D打印技术的指导下完成的，标志着该领域取得了重要突破。

（四）应用于船舶领域

3D打印技术对于零件制造来说有着明显的优势，3D打印的零件比传统制造方法的零件更为轻巧。优化船体的整体性能可以实现多个目标，包括提高船体速度、改善平衡性以及降低减重可能带来的风险。在造船行业中，增材制造技术已经成功应用于多种产品和零部件的制造，例如螺杆销、轴瓦等。举例来说，西门子公司利用EOS金属打印机展开燃气轮机部件的研发工作，通过应用这些先进的制造技术，可以在船舶制造领域取得更大的突破和进步。船用液化天然气（LNG）化器的增材制造技术是江苏科技大学最新研发的成果。这项技术为船舶易损件的修复和改造提供了极大的便利。船只在遇到零部件损坏或者故障时，可立即运用3D打印机在船上进行更换，这项技术采用先进的激光改性技术和激光表面修复技术，并被大量应用于叶轮、螺旋桨等重要部件。Tru-Marine公司基于3D创新技术，以实现涡轮增压器部件的维修和制造。美国海军尝试在一艘攻击舰上装载3D打印机，旨在实现现场打印零备件，以降低对后勤补给的需求和依赖。

结语

增材制造技术是一种广泛应用于现代制造领域的技术，具备独特的优势以及特点。然而，随着其应用和选择过程的深入，逐渐也意识到其存在了一些弊端和问题，需要加以改进。尽管如此，在满足我国绿色可持续发展的号召方面，增材制造技术在很大一定程度上已经做到了。因此，在未来的发展中，应该充分了解自身情况的基础，并在此之上加强对增材制造技术的创新。

参考文献

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