增材制造的主要类型

在过去,制造企业使用模具、切割和钻孔等减法工艺来生产产品。虽然从一个更大的整体上去除材料以前很有效,但现在增材制造工艺正在迅速取代它们.据预测增材制造业预计将增长到惊人的230亿美元到2022年。

加法制造计算机控制的过程是通过编译层来构建一个3D对象层材料,通常是陶瓷或金属粉末,放在搭建平台上,直到最终产品完成。这些层通过加热、固化剂或激光硬化。

因为这种方法是可添加的,所以浪费比减法生产少,因此,更低的成本

增材制造的七种主要类型各有优缺点。了解它们之间的区别是很重要的,这样你就可以为你的业务选择合适的方法。

以下是增材制造的主要类型,可以提高您企业的制造能力。

增材制造工艺的类型

加法制造

1.粘结剂喷射

粘结剂喷射,也称为材料喷射或喷墨粉末印刷,是最常见的添加剂制造类型之一。

这种方法的工作原理类似于普通的办公室打印机,只不过它打印的是三维物体。粘合剂喷射将粘合剂喷射到粉末材料中,而不是将油墨喷到纸张上。打印头水平和垂直移动,每一遍都要放下一层新的构建材料。

用它来制造物品是可能的粘结剂喷射使用各种材料,包括:

  • 石膏粉(粉)
  • 塑料
  • 陶瓷
  • 金属
  • 玻璃
  • 沙子

粘结剂喷射是最实惠的添加剂制造工艺之一,因为它的入门成本相对较低,其材料的廉价性质。它还可以比大多数其他增材制造工艺更快地创建对象——而且是全彩的。

尽管它有很多好处,粘结剂喷射产品往往是脆弱的,需要后处理,包括清洁和硬化,这可能是繁琐和耗时的。

2.定向能沉积(DED)

定向能沉积(DED)利用焊接原理创建三维物体。这种材料——通常是金属丝或金属粉末——被集中的能量源熔化激光或电子束。然后,液体材料被精确地倒在构建平台上,在那里它迅速硬化,形成一层。这个过程不断重复,直到打印完成为止。

《DED》的一大优势在于,它不仅可以用于创造道具;它还可以修复和添加材料到现有的零件或预制件。此外,它可以利用多种材料在一个单一印刷过程。

3.材料挤压

材料挤压工作原理类似于热胶枪。这种材料由线圈送入打印机。喷嘴的尖端加热并融化材料。然后将液体材料一层一层地放置在构建平台上,在那里它可以冷却和固化,形成对象。

许多企业,甚至娱乐用户,享受材料挤压,因为其低成本的设备和材料。

虽然这种方法是增材制造中最便宜的方法,但材料挤压也并非没有其局限性。由于加热元件的强度不足以熔化像金属这样的高密度材料,所以只能使用塑料聚合物——在某些应用中,塑料聚合物可能不够耐用,比如工具和夹具。

4.粉床融合(PBF)

粉末床熔合,也称为电子束熔合(EBM),开始于一个大床的粉末材料,典型的塑料,金属,沙子,或陶瓷粉末与沙子混合。

用激光或电子束将粉末选择性地熔合在一起。一旦一层材料被熔合,工作区域就会向下移动,新的一层就会用同样的方法在上面建立起来。

使用PBF,对象具有较高的复杂性,这使得它们比其他类型的增材制造创建的对象更强大。由于它需要一个粉床,很难保持一个清洁的工作环境。对于不能处理粉状材料的密闭空间,这种方法不是最好的选择。

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5.表纹理

表纹理

板材分层,也被称为超声波增材制造(UAM)或层压物体制造(LOM),是一种增材制造工艺,将薄片材料堆叠起来,并通过超声波焊接、粘接或钎焊将它们粘合在一起。随着图层的叠加,物体就成形了。

一旦所有的层被堆叠和层压,数控机床或激光切割机删除多余的材料,创建对象的最终形式。

因为它可以在多个层面上工作,表纹理允许制造商分层各种材料,全彩色印刷,成本比一些其他增材制造工艺低得多。

虽然薄片覆膜相对便宜,但它确实需要一些后处理,这可能是繁琐和耗时的。你也会被限制在可以做成薄片的材料上,比如纸、塑料和金属。因为一旦贴合完成,物体就需要裁剪,所以这种增材制造过程涉及到一些浪费。

6.增值税聚合

缸聚合类似于粉末床融合,不同的是,它使用的不是粉末床,而是光聚树脂缸,通过紫外激光分层硬化。一旦一层完成,更多的树脂被加入,下一层就建成了。这个过程一直持续到对象完成为止。

虽然树脂可能相当昂贵,但缸聚合可以快速构建对象,同时提供高水平的准确性和良好的光洁度。

尽管有其优点,但缸聚合生产厂家仅限于使用光树脂材料,并且需要进行大量的后处理。打印出来的物品在使用前需要从树脂中取出并清理干净。

7.材料喷射

类似于粘结剂喷射,材料喷射层状材料来构造物体。然而,与在粉末层上分层粘贴不同,材料喷射融化蜡状材料,并精确地将液滴沉积在构建平台上。随着图层的建立,物体就成形了。

许多制造商利用材料喷射,因为它相对便宜,并提供卓越的精度和高质量的表面抛光。不幸的是,材料喷射仅限于使用蜡状材料,这可能是脆弱的。它还需要更长的时间来构建对象,因为它一次只构建一个液滴。

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