增材制造(AM)是从CAD模型制造三维物体的过程。它通常也被称为3 d打印技术。该技术由于其不同的生产能力、成本效益和效率而越来越受欢迎。
到底是怎么回事?加法制造改变产品的设计和生产方式?使用这种3D打印技术的优势是什么?
本文将介绍增材制造的工作原理，不同的增材制造技术，以及它为企业和消费者提供的好处。
目录表
什么是增材制造?它是如何工作的?
增材制造是指利用计算机辅助设计(计算机辅助设计)。顾名思义，增材制造将材料“添加”在一起以创建对象。这与传统的减法制造(如CNC加工)不同，后者从一块材料中去除多余的材料。
增材制造过程从规划和设计阶段开始，其中CAD软件用于创建3D模型。设计完成后，将CAD放入构建设置软件中，设置构建参数，然后将其发送到打印机。
接下来，材料被装入3D打印机。虽然塑料仍然很受欢迎，但金属、陶瓷和复合材料都在使用。
一旦设置软件和材料添加到3D打印机，它将开始根据软件的方向逐层构建您的对象。根据所采用的技术，一些打印机使用紫外线使液态树脂硬化成塑料。相比之下，其他人则使用高温融化塑料细丝或使用激光将聚合物粉末的小颗粒融合在一起。
在打印机完成构建后，后处理阶段将确保您的产品准备好使用。根据建造的不同，这些过程可以从溶剂冲洗和去除支撑结构到打磨和喷漆。这不仅可以提高物体的表面质量，还可以提高其机械性能。然后，您的产品就可以使用了。
增材制造与传统制造
增材制造工艺不同于传统的减法和成型制造工艺，如机械加工和注塑。机械加工包括切割材料的一部分，注射成型加热热塑性塑料并将其注射到机械模具中以获得所需的形状。
与传统制造工艺相比，增材制造具有成本效益，产生的浪费更少，生产时间更短。它还在设计上提供了更大的灵活性和创造力，因为一层一层的过程允许复杂的细节和复杂的几何形状，这是传统制造难以实现的。
增材制造加工类型与技术
增材制造涵盖了广泛的制造技术、技术和材料。它们包括:
1.材料挤出，FDM，或FFF
材料挤压工作原理是通过加热喷嘴推动塑料丝，使用创建的模型说明逐层形成物体。沉积过程通常在真空下进行，以防止灯丝冷却过快并在物体中形成间隙。
也被称为熔融沉积建模(FDM)或熔融长丝制造(FFF)，材料挤压技术最适合从各种材料中制造具有简单几何形状的大型零件。
好处:
- 材料挤压是一种相对简单的工艺，可用于各种材料，包括金属、塑料和复合材料。
- 稍低的过程
2.增值税光聚合
还原光聚合是一种增材制造技术，涉及到用紫外光选择性固化光敏树脂。它的工作原理是固化非常薄的液体光聚合物层，当暴露在紫外线下时固化。
在还原光聚合中，物体是通过投影仪或激光固化树脂而产生的。固化时，构建平台逐渐降低，以允许进一步的树脂层。重复这个过程，直到创建所需的对象。
已经开发了几代树脂3D打印机，例如立体光刻(SLA)，数字2022年世界杯南美预选赛积分光处理(DLP)，掩膜立体光刻(mSLA)和CLIP/DLS。
好处:
- 还原光聚合允许具有光滑表面的高精度物体。
- 与其他3D打印技术相比，这也是一个相对较快的过程。
- 这一过程具有成本效益。
- 它也允许各种材料。
有限元(SLA)
立体光刻(SLA)是一种使用光敏树脂逐层形成物体的3D打印技术。自20世纪80年代进入市场以来，立体光刻(SLA)已成为最受欢迎的3D打印技术之一，非常适合打印各种项目，包括非常大的部件。
它的工作原理是用紫外线激光选择性地固化树脂，从而固化并形成物体。它用于制作高度复杂的物体，表面光滑，细节精确。
数字光处理
数字光处理(DLP)是另一种类型的3D打印技术，它使用投影光固化光聚合物树脂，并逐层形成物体。使用投影仪或数字光源将所需物体的单个图像投影到液体树脂上。当树脂暴露在光线下时，它开始变硬并形成物体。
对于许多3D用户来说，DLP是原始SLA流程的升级，因为它允许更快的打印时间和更高分辨率的对象。但是，早期SLA机器的速度和质量问题仍然存在。虽然打印速度可能不会受到影响，但物体的表面光洁度和精度可能会受到影响。
DLP也只有一个投影源，这使得生成具有复杂几何形状和精确构建质量的图像具有挑战性。此外，DLP芯片和组件可能很昂贵。这些缺点会限制创新。
掩膜立体光刻(mSLA)
掩膜立体光刻(mSLA)是传统的SLA 3D打印的最新形式之一。这种增材制造技术使用LED阵列光源代替激光或单个投影点。3D打印机将LCD面板与LED阵列相匹配，并在打印时掩盖像素，只允许必要的像素通过光线。
Nexa3D的树脂3D打印机使2022年世界杯南美预选赛积分用了mSLA技术的专有版本，称为润滑剂亚层光固化(LSPc)。虽然mSLA本身是最快的技术之一——使用LCD光引擎在构建平台上投射紫外线，一次固化整个打印层——但lspc的速度更快。该技术结合了UV光阵列和LSPc光学透镜层，以确保该过程中的光均匀性，这对于LSPc高对比度掩模的最佳使用至关重要。
LSPc HC掩模将3D图像切片投影到容器上，其中光聚合过程一层一层地进行。这提供了市场上最快的打印机，在同类产品中拥有最大的构建面积，而不会牺牲图像质量:与DLP 3D打印机不同，您可以获得高的边缘到边缘性能，没有失真。2022年世界杯南美预选赛积分
夹/ DLS
CLIP/DLS是一种光化学技术，它使用数字光投影仪来固化光敏材料。可透氧窗口用于帮助控制氧气环境，这有助于促进快速固化时间，并允许均匀的部件构建。它允许一个连续的过程，而不是一层一层地移动。导致零件建造速度快，具有高度的准确性和细节。
这种技术的好处包括能够在一个通道中生产具有复杂几何形状的零件，例如内部通道，腔和螺纹。此外，它可以创建其他增材制造工艺无法实现的精细特征。
然而，虽然这种技术的构建速度几乎与LSPc一样快，但在此过程中，许多材料在完成之前都需要几个小时的紫外线和热后固化。这大大增加了后处理和整体制造时间。
3.材料喷射
材料喷射增材制造可以制造类似于2D打印机的物体。这种类型的3D打印使用液体材料——通常以光聚合物或蜡的形式——和一个类似喷墨的打印头来创建3D物体
打印头放置在构建平台上方，然后使用热方法将光敏聚合物材料滴在表面上。液滴在紫外线(UV)光下凝固，并形成更多的层，直到整个过程完成。然后在后处理开始之前冷却这些层。
材料喷射兼容各种材料，包括abs类材料、橡胶类材料和全透明材料。它也是多材料印刷的理想选择，在一次印刷中结合多达7种树脂。产品尺寸精度高，表面光洁度高。
好处:
- 材料喷射可在多颜色和多材料部件上提供高打印速度和精度。
- 材料喷射被认为是多色印刷、医学建模和触觉原型的最佳选择。
4.粉末床熔融与聚合物
粉末床与聚合物融合是一种3D打印工艺，它使用注入系统直接从液体材料中构建零件。这个过程包括使用一个预热的床和高压迫使材料进入一个模具或形式，然后固化。
粉末床熔合可用于热塑性塑料和材料，以生产复杂的几何形状。
好处:
- 复杂的几何形状，几乎没有支撑结构。
- 同时生产多个零件，节省时间和金钱。
- 构建器获得高水平的准确性和可重复性。
选择性激光烧结
选择性激光烧结(SLS)是最常见的粉末床熔合技术。这种增材制造技术使用激光将各种材料的小颗粒(如塑料粉末)融合成固体物体。SLS的工作原理是用激光加热一层粉末材料，选择性地熔化部分粉末。
一旦熔化，粉末凝固并形成所需部件形状的层。一层新的粉末被添加到这一熔化层之上，随后熔化并融合到下面的层。这个过程不断重复，直到整个零件都被构造好。SLS的优点之一是该部件由周围未熔化的粉末支撑，因此可以制造没有支撑结构的复杂部件。
与其他SLS打印机不同，2022年世界杯抽签 由量子激光烧结技术提供动力。它具有令人难以置信的速度、端到端可追溯性、集中式打印机管理、实时数据监控和同类产品中最高的吞吐量，提供优质的生产能力。
QLS采用任何粉末床融合技术中最快的打印速度之一，高达每小时8升，提供准确，可重复的生产部件制造。
多喷嘴的融合
多射流聚变(MJF)是粉床熔合技术的另一种类型。MFJ使用高强度光源选择性地融合材料的颗粒，通常是尼龙或聚合物，一步就能制造出一个物体。
这个过程从一个材料层开始，用一个加热板从下面加热。然后用熔合剂和细化剂将这些层结合起来。它有助于以极高的精度和表面光洁度快速创建零件。
5.粉末床熔合与金属
粉末床与金属熔合包括用CAD程序控制的高功率激光一层一层地熔化金属(例如，钛，不锈钢，铝)，直到获得所需的零件几何形状。
粉末床熔化包括其他方法，如直接金属激光烧结(DMLS)，选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)。
好处:
- 制造零件的高度精度和细节
- 能够制作复杂的几何图形
- 由于所用材料的微观结构均匀，使零件具有优越的机械性能
直接金属激光烧结
直接金属激光烧结(DMLS)是一种用于生产金属零件的粉末床熔化技术。它使用高强度激光将小的粉末金属层融合成固体物体。DMLM零件的表面光洁度可与精密熔模铸造零件相媲美，并且许多时候需要专家精加工服务
选择性激光熔化
选择性激光熔化(SLM)与DMLS类似，除了它完全熔化金属(它不仅仅是烧结它们)。在SLM中，激光熔化粉末的小区域形成固体部分。未熔化的粉末作为支撑结构，有助于减少翘曲和变形。
电子束熔化
电子束熔化(EBM)需要一个真空室，并使用电子束将小粉末颗粒熔化成固体金属部件。
6.粘结剂喷射
粘合剂喷射将液体粘合剂沉积到粉末床上，以连接颗粒并形成所需的形状。一层粉末均匀地铺在构建平台上，然后打印头在粉末床上移动，有选择地将粘合剂沉积在粉末上。粘合剂将颗粒粘合在一起，形成所需的形状。
粘结剂沉积后，降低搭建平台，再铺上一层粉末。然后重复这个过程，直到对象完成。根据材料的不同，在零件达到最终性能规格之前，零件可能会进入脱脂/烧结炉，就像金属一样。最常见的粘结剂喷射类型是选择性沉积成型(SDM)。
好处:
- 粘合剂喷射适用于各种材料，包括金属、陶瓷和塑料。
- 它提供了高水平的准确性和可重复性
7.直接能量沉积(DED)
直接能量沉积(DED)是一种增材制造工艺，它使用高功率光束将金属粉末或金属丝熔化到现有部件的表面上。这是制造复杂零件和以最小浪费修复现有部件的理想方法。
在这种增材制造工艺中，材料在零件表面熔化。这意味着具有复杂几何形状的零件必须快速准确地生产。
好处:
- 直接能量沉积(DED)具有较高的沉积速率，使得生产速度更快。因此，它是理想的大型金属物体，如火箭喷嘴。
- DED技术也经常用于修复或增强现有物体。
8.表纹理
薄片层压技术通过金属薄片的粘合，一层一层地制造零件。这个过程首先是将一堆平板放在构建平台上，然后将其切割成形状，然后分层在一起。然后降低建造平台，并在上面放置另一层薄板。
片状层压3D打印通常使用层压对象制造(LOM)或超声波增材制造(UAM)。LOM涉及材料和粘合剂的交替层，以生产具有视觉和美学吸引力的产品，而UAM使用超声波振动将材料层焊接在一起。
好处:
- 薄片层压是生产大型物体的理想选择。
- 板材层压还具有快速切割速度和快速周期，使其成为建筑商的快速3D打印技术。
增材制造的好处是什么?
增材制造提供了许多好处，特别是它能够在不需要昂贵的模具的情况下快速生产复杂的零件。以下是3D打印提供的一些好处:
减少浪费
增材制造只生产需要的产品，减少浪费，最大限度地降低成本。企业可以通过只在需要的时候生产零件和产品来节省库存成本。
提高了生产率
2022年世界杯南美预选赛积分3D打印机以提供比传统制造更快的速度而闻名，从而缩短了交货时间并增加了产量。
此外，一些增材制造技术，如mSLA，大大缩短了生产时间。mSLA使用LED/LCD光引擎在整个构建平台上投射紫外线，一次固化整个打印层。Nexa3D的LSPc技术进一步利用了专利润滑的Everlast 2膜。
这种膜显著地减少了“剥离力”，因为每一层都是从大桶底部提起的。它提供了市场上最快的打印机，在同类产品中拥有最大的构建面积，所有这些都不会牺牲图像质量。
可扩展和可持续制造
增材制造可以在需求增加时扩大生产规模，减少前期投资。该方法还提供了快速迭代和低成本定制，使其成为原型和小批量制造的理想选择。
按需打印你所需要的数量意味着制造商不再有大量可能过时的未使用零件库存。这可以降低运输和物流成本，从而减少组织的总体碳足迹。
成分变化
增材制造使您能够使用各种材料，包括金属和塑料。这种灵活性使得设计具有多种机械性能的复杂部件变得更加容易。
建筑的复杂性
3D打印提供了传统制造难以或不可能实现的复杂几何形状。这使得设计师和工程师能够创造出复杂的设计，使产品更轻、更强、更高效。
例如，树脂3D打印机可以打印低至10微2022年世界杯南美预选赛积分米的非常精细的特征，减少了后处理的需要，并增加了可实现的零件复杂性和细节。
增材制造的挑战是什么?
增材制造并非没有挑战。一些潜在的限制包括:
实现成本
增材制造的一个挑战是投资3D打印机和相关材料的前期成本。
一些可量化的成本驱动因素包括:
- 打印机:最大的前期支出是3D打印机的价格。
- 材料:你用了多少材料?生产给定零件/组件的成本是多少?
- 电力:我的打印机每小时将消耗多少千瓦时?
- 劳动和时间:这种方法比传统的产品制造更快吗?
根据给定的应用程序和现有的生产方法，使用打印机可以节省很多成本。
使用Nexa3D等先进的3D打印技术将提供高投资回报。例如，NXE 400Pro 3D打印机为需要快速，准确和具有成本效益的原型和制造解决方案的设计师，工程师和制造商提供卓越的可负担性。
确定项目可行性
许多建筑商还面临着确定项目可行性的挑战。这可能很困难，特别是3D用户面临的耗时和决策过程。然而，随着当今先进的技术，评估哪种类型的3D打印解决方案最适合您的项目变得更加容易。
质量和速度的权衡
一些3D打2022年世界杯南美预选赛积分印机为了质量而牺牲了速度，因为快速打印产生的热量积聚会导致翘曲和其他缺陷。然而，先进的3D打印机可以最大限度地2022年世界杯南美预选赛积分提高速度和质量，而不会妥协。
Nexa3D的LSPc技术解决了可用功率、图像均匀性、层分离、树脂补充周期和构建过程中的热量积累等常见问题，使其在解决历史速度与质量问题方面最成功。
增材制造的例子和用例
医疗设备
增材制造被用于制造医疗设备、假肢、植入物和组织工程支架。3D打印技术能够创造出高精度的复杂零件，这些零件是为患者的特定需求量身定制的
的电话采取大胆措施，在其远程医疗设备上采用3D设计。在发现远程诊断医疗设备的重要性后，WeMed与Nexa3D合作生产了SKOP™3D打印听诊器。通过这一举措，WeMed开始创造更实惠和更容易获得的心肺听诊医疗设备。
2022年世界杯南美预选赛积分3D打印机也是牙科修复，分裂，假牙等的理想选择。Nexa3D的NXD 200专业版3D打印机是完美的牙科实验室，需要快速和准确的生产冠，桥，嵌体，和唯一的模型。该设备提供了超快速和复杂的牙科模型制造能力，打印时间不到30分钟。
工业制造
增材制造也成为工业制造的重要组成部分。公司可以在传统制造方法所需的一小部分时间内生产出高质量和复杂的零件。这有助于减少交货时间、成本和浪费，同时提高产品质量。
例如，建筑商使用先进的工业3D打印机NXE 400Pro光聚合物3D打印机。这款打印机拥有前所未有的17L构建体积，在不影响准确性或可重复性的情况下提供无与伦比的速度和吞吐量。
汽车和航空航天工业
汽车和航空航天工业不断采用新技术来缩短产品上市时间，提高生产效率。增材制造在汽车行业中发挥着关键作用，3D打印用于原型设计，按需定制零件以及创建复杂的几何形状。
威廉姆斯车队F1与Nexa3D合作，使用其NXE400 3D打印机进行测试操作。通过NXE400的超快打印，威廉姆斯F1迭代并促进更快的打印/检查/修改/打印/重复循环。因此，它们以超快的速度达到更高的细化标准。
在航空航天工业中，3D打印用于设计定制组件，如涡轮叶片，并用于各种零件的原型设计。公司还使用3D打印来减少组装中单个组件的数量，使其更轻，更具成本效益。例如，3D打印机非常适合小修2022年世界杯南美预选赛积分，比如修理非必要的部件，比如风管、窗户托盘等。
模具制造及模具开发
有了工业3D打印机，就有可能快速2022年世界杯南美预选赛积分地为塑料零件的大规模生产创建模具。这通过最小化交货时间和确保每一步的精度来降低注塑成本。
例如，百事公司将他们的吹塑模具开发过程从4周缩短到5天3 d打印技术。
业余爱好者
业余爱好者还使用3D打印来创建各种项目，从定制小雕像到珠宝和家具。2022年世界杯南美预选赛积分3D打印机允许爱好者在没有任何设计或制造知识的情况下快速将他们的想法变为现实。
增材制造常见问题
谁发明了AM?
查尔斯·"查克"·霍尔他是一位美国科学家和发明家，在1986年发明了第一台3D打印机。这位工程师通过先进的立体光刻(SLA)技术扩展了增材制造工艺，该技术后来通过他的公司3D Systems获得了专利。
增材制造和3D打印一样吗?
是的，增材制造和3D打印是一样的。增材制造是一个总称，用于定义通过逐层逐渐添加材料来构建部件的所有过程，而3D打印是增材制造的一个子集。
增材制造中使用什么材料?
3D打印中最常用的材料是光聚合物树脂和热塑性聚合物，如ABS、聚碳酸酯、尼龙和PLA。增材制造中使用的其他材料包括金属(如不锈钢和钛)和复合材料(如碳纤维增强塑料)。
这个过程需要多长时间?
虽然3D打印比传统制造工艺更快，但3D打印时间取决于尺寸、复杂性等因素。无论如何，一个复杂的3D打印机可以在几分钟内产生结果，而不会影响质量。
使用最好的增材制造技术
增材制造技术正在不断解决复杂的制造问题，并重新定义可能性。但是，为了充分利用您的3D打印项目，您需要使用最好的3D打印技术。
Nexa3D的3D2022年世界杯南美预选赛积分打印机在同类产品中实现了最快的打印速度和最高的吞吐量。从XiP到NXE Pro系列，Nexa3D打印机以其速度和质量的开创性组合而闻名2022年世界杯南美预选赛积分。
亲自体验一下2022世界杯预选赛
或者，了解用于超快速3D打印的最新3D打印材料。
