3D打印调研报告

3D打印调研报告 书目 3D打印调研报告2 摘要2 关键词2 一.调研背景2 二.3D打印关键技术2 2.1选择性激光烧结（selective laser sintering，SLS）4 2.2干脆金属激光烧结（Direct metal laser sintering，DMLS）4 2.3熔融沉积成型（fused deposition modeling，FDM）5 2.4立体平版印刷（stereolithography，SLA）6 2.5激光成型技术（DLP）7 2.6溶化压模（Melted and Extrusion Modeling，MEM）7 2.7分层实体制造（laminated object manufacturing，LOM）7 2.8电子束熔化成型（Electron beam melting，EBM）7 2.9选择性热烧结（Selective heat sintering，SHS）7 2.10粉末层喷头三维打印（Powder bed and inkjet head 3d printing）7 三. 国外3D打印技术7 3.1国外3D打印技术的探讨发呈现状7 3.2国外主要公司发展简介9 四. 国内3D打印技术的探讨发呈现状10 五. 3D打印技术的应用领域11 3D打印调研报告 摘要 鉴于3D打印技术的巨大发展潜力和发展空间，而我国的技术发展仍处于初级阶段。本次调研对3D打印的技术体系，技术难点和国内外产业发呈现状、发展态势作了综合介绍，为3D打印技术试验项的发展供应理依据。主要做了以下调研内容 （1）3D打印所包含的各种技术； （2）3D打印技术国内外发展状况及公司简介； （3）3D打印的应用领域； 关键词 3D打印；快速成型；智能制造 一.调研背景 3D打印技术是一种新兴的快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近一段时间以来受到了社会的广泛关注。时代周刊将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。据Wohlers Associates预料， 2015年将达到37亿美元，并预料到2020年达到52亿美元。随着技术成果的推广和应用，3D打印技术产业的发展呈现出快速增长势头。 从行业分布来看，用于消费电子领域的打印技术仍旧占主导地位，大约占20.3的市场份额，其他主要领域依次是汽车（19.5）、医疗和医科（15.1）、工业及商用机器（10.8）；从区域分布来看，北美地区（40.2）、欧洲（29.1）、亚洲（26.3）三大区域占主导地位，其中亚洲地区主要集中于日本（38.7）及中国（32.9 ）。 二.3D打印关键技术 3D 打印机诞生于20 世纪80 年头中期，是由美国科学家最早独创的。3D打印机是指利用3D 打印技术生产出真实三维物体的一种设备，其基本原理是利用特殊的耗材 胶水、树脂或粉末等依据由电脑预先设计好的三维立体模型,通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型,最终打印出3D 实体。3D 打印过程可分为两步，首先在须要成型的区域喷洒特殊的胶水，然后匀称喷洒粉末，粉末遇到胶水会快速固化黏结，没有胶水的区域仍保持松散状态，重复这一过程直到实体模型被“打印”成型。由于其分层加工的过程与喷墨打印机非常相像，所以被称为“打印机”。 目前市场上的快速成型技术已经有数十种,其中主要工艺有三维打印技术Three Dimension Printing，3DP，熔融沉积制造技术Fused Deposition Modeling，FDM , 立体平板印刷技术Stereo Lithography Apparatus,SLA, 选择性激光烧结技术Selected Laser Sintering,SLS ,激光成型技术Digital Lighting Process,DLP,叠层实体制造技术Laminated Object Manufacturing，LOM 和UV紫外线成型技术等。 3D打印流程图 3D虚拟模型 二维图形信息 三维模型 后处理 成品 CAD软件 分割 喷头 基材 3D打印机工作原理 3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理创建出来的。3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切割”成多数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。每一层的打印过程为两步，首先在须要成型的区域喷洒一层特殊的胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散；然后是喷洒一层匀称的粉末，粉末遇到胶水会快速固化粘结，而没有胶水的区域仍旧保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末可循环了利用。 2.1选择性激光烧结（selective laser sintering，SLS） 选择性激光烧结是采纳激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形态的零件。其整个工艺过程包括 CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。SLS 技术的快速成型系统工作原理如图 1 所示。 整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时模块粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（工作活塞）上匀称铺上一层，计算机依据原型的切片模型限制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉，限制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最终，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。对于金属粉末激光烧结，在烧结之前，整个工作台被加热至肯定温度，可削减成型中的热变形，并利于层与层之间的结合。 2.2干脆金属激光烧结（Direct metal laser sintering，DMLS） 干脆金属激光烧结（DMLS）是一种由德国慕尼黑EOS开发的金属添加剂加工技术，有时也被称为选择性激光烧结（SLS）或选择性激光熔化（SLM）。 该过程涉及运用一个三维CAD模型，由此创建一个STL文件发送到本机的软件。做这个3D模型的技术员为建立的部分确定正确的几何方向，并添加适当的支持结构。一旦这个“文件”已经完成，它将被“切”成机器建立所须要的层厚度，并且下载到DMLS机允许起先建立。 DMLS机采纳的是200瓦高功率镱光纤激光。在构建室内部，有一个胶料平台和一个带recoater刀片的平台用于添加粉末。该技术通过聚焦激光束照耀将金属粉末融合到固体部分中。部件一层一层的制造，通常运用20微米厚的层。此过程允许完全自动地依据3维CAD数据干脆建立高度困难的几何形态。 DMLS是一个净成形工艺，生产的零件精度高，细微环节辨别率高，表面质量良好和机械性能优良。 优点DMLS比传统的制造技术有许多优点。速度是最突出的优点之一，因为没有必需的特殊工