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增材制造的 金相学 什么是增材制造？ 应用 说明 顾名思义，增材制造是通过添加材料 来 创 造 物 体 。术 语“ 增材 制 造 ”也 称 为 3 D 打 印，是 指 一次使 3 D 物 体 增 加一 个超精 细层的技术。每一 个连 续的层与前一层的熔化或部分熔化 的材料结合在一起，形成部件、零件， 甚至完整的产品。 DDaannffoossss:: CCeenntteerriinngg ttooooll 增材制造可以被称为减材制造的反 面。增材制造不是削掉大块的碎片以 呈现里面“隐藏”的部分，而是将材料 “碎片”组装成一个新的部分。 DD D aa a nn n ffoo f ss o ss s hh s aa ： ss 定 bbee 心 gguu 工 nn 33 具 DD--pprriinnttiinngg aa cceenntteerriinngg ttooooll uusseedd tt D oo a aa n ss f ss o ee s mm s bb 已 llee 经 aann 开 ee 始 lleecc 3 ttrr D iicc 打 mmoo 印 ttoo 用 rr 于 iinn 在 oonn 该 ee oo 公 ff 司 tthhee 的 cc 一 oomm 台 pp 压 aann 缩 yy’’ss 机 中 ccoo 组 mmpp 装 rree 电 ssss 动 oorr 马 ss. 达 TThh 的 ee bb 定 aa 心 cckkgg 工 rroo 具 uunn 。 dd 3D ffoo rr 打 33 印 DD 工 pprr 具 iinntt 的 iinngg 背 tthh 景 ee 是 ttoo 希 ooll 望 去 wwaa 除 ss aa 所 ww 有 iisshh 不 tt 必 oo rr 要 eemm 的 oo 材 vvee 料 aallll ， uu 以 nnnn 减 eecc 轻 eess 重 ssaa 量 rryy 和 mmaa 价 ttee 格 rriiaa - ll 但 ttoo 同 rreedd 时 uu 保 ccee 留 wwmeea 足 iisggs 够 hhftto 的 aarnn 质 tddhe 量 pprrtii ， occo 使 eel--t 工 obbuu 具 btte 足 aasttu 够 tthhffi 坚 eecisse 固 aanmm 。 tlyee ttiimmee rreettaaiinn robust. eennoouugghh mass for the tool to be sufficiently robust. 增材制造的优势 对于制作样品和模型而言，增材制造 的优势显而易见。您可以轻松地对设 计做一个一次性的 3D 展示，甚至制作 一个可以用来测试设计性能的功能性 样品。其成本往往是传统制造方法制 造一次性产品的成本的一个零头。然 而，今天，增材制造对于某些产品或 应用的优势是如此之大，以至于它们 正在取代传统制造业的零部件批量 生产。推动向增材制造转型的优势是： 设计改进 FF 重 aacc 新 ttss 设 aann 计 dd 为 eecc 增 oonn 材 oomm 制 yy 造 wwhh 时 eenn 的 rr 事 eedd 实 eess 和 iiggnn 经 iinn 济 gg tt 性 oo AA ： MM:: 有 Wi 了 th 增 AM 材 , 制 the 造 t ， oo 这 l b 个 e 工 cam 具 e 变 m 得 uc 更 h 轻 lig 了 ht ： er 从 : F r 1 o 1 m 00 克 （ W1 铝 ,1it ） 0h0 变 AgM 为 (,A 了 tlhu em 38 tion 2 ou 克 lm （ b)et 钛 coa ） 3m8 。 e2mgu(Tcihtalnigiuhmte)r: From 1,100 g (Aluminum) to 382 g (Titanium) 设 DDee 计 ssiigg 为 nnee 复 dd 杂 ww 的 iitthh 几 ccoo 何 mm 形 ppll 状 eexx ， gg 以 eeoo 便 mm 能 eettrr 够 yy 减 tthhaa 轻 tt ee 重 nn 量 aabblleess wweeiigghhtt rreedduuccttiioonn 用 33DD 钛 pp 粉 rriinn 的 ttee dd SL ww M iitt hh 技 SS 术 LLMM 进 tt 行 eecc hh 3 nn D oo 打 lloogg 印 yy iinn ttiittaanniiuumm ppoowwddeerr 减 TThh 轻 ee rr 的 eedd 重 uucc 量 eedd 让 ww 每 eeii 天 gghh 要 tt mm 将 aa 之 kkeess 提 tthh 起 ee 1 ttoo 8 oo 0 ll 次 eeaa 的 ssiiee 操 rr tt 作 oo 人员 更 mmaa 容 nnaa 易 ggee 操 ff 纵 oorr 。 ooppeerraattoorrss wwhhoo lliifftt iitt 118800 ttiimmeess aa ddaayy 但 OOBurr 是 iitggtii nnh 3 aae D ll 3pp 打 Drrii 印 -ccpeer 工 ::inDD 具 tKKeKKd 的 55t 使 o,55o00 用 l 00h 寿 a-- sAA 命 aMM 明 sppig 显 rrniicci 更 eefic:: 长 aDDnKK ， tKKly 因 11lo00 此 n,22g 每 00e00 年 r. 的 Bseur 价 tvti 格 chee 降 l3ifDe 低 ,- 了 psori n 6 tht 3 ee % dptroicoel has per a significantly longer year is reduced by 63 service life, so the price per year is reduced by 63 ppeerrcceenntt 增材制造可以将复杂形状的部件制作 成为一个单一部件。因此，在设计阶段 可以将多个部件整合成一个部件，从 图 1. 制造工具和辅助 而增加强度、减轻重量并提高耐用度。 作为生 产工具，增材 制 造可以在改 进 工 作 流 程 、提 高 产 量 和 生 产 更 好 的 零 件 方 面 发 挥作 用 。图 1 所 示 的 Danfoss 公司的定心工具就是一 个例子，重量的减轻使操作人员不用 再每天举起额 外的公斤数。图 3 中 的 Marel 案例也说明了一个情况，在 节省成本 缩短交货时间 工业肉类生产中使用的支撑件在设计 生产近净成形，减少了材料的浪费， 由于采用了近净成形技术，制造的零 上得到了改进，在食品接触特性方面 对高价值的零件来说尤其具有吸引 件可以在机器上直接使用，或只需进 有更好的表现。 力。消除传统制造的昂贵工具以及因 行有限的后加工。在设计阶段，这可以 图 4 中的 DanSTAR 案例是另一个使 零件组装而节省劳动密集 型装配工 促进快速的推向市场，在制造过程中 用增材制造进行设计改进的例子，它 作，这些也都在推动增材制造的制造 可以节省时间和成本或生产独特的零 确保了高性能的运行。3D 火箭喷嘴利 成本下降。 件，而在寿命终止服务中有助于备件 用了增材制造提供的设计自由。 Bühler-Meincke 公司为其饼干机使 的交付，而无需为售后销售储存零件。 图 5 的 Hydrauvision 案例中也使用 用的饼干挤压机，这是劳动密集型的 了设计改进，以提高优化后的液压块 手工作业可以换成增材制造方面的一 的性能。 个例子，见图 6。