1.增材制造技术的优点
（1）自由成型制造；
（2）制造过程快速；
（3）添加式和数字化驱动成型方式；
（4）突出的经济效益；
（5）广泛的应用领域。
2.增材制造技术国内外发展现状
国外发展现状
1 欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造
技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。
2 德国建立了直接制造研究中心，法国增材制造的专项协会致力于增材制造技术标
准的研究。西班牙启动了一项发展增材制造技术的专项，研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容。
澳大利亚、日本等国已经开始将其运用到航空领域，制造精密零件。
对于公司而言：以快速成型技术为主的增材制造设备已发展20多年，大量的增材制造装备的知名企业快速发展，其中以3D Systems 公司为代表，发展的SLA、SLS及3DP装备都备受关注。
美国Stratasys公司率先推出FDM装备，推广Dssignjet 3D 和Dssignjet Color 3D 两款产品。
除了以上具有代表性的外，还有LENS装备生产商、SLM装备生产商英国MIT公司等等。
国内：
我国增材制造技术研究已经经历20多年，以华科、西安交大、清华等大学为代表的科研院所开展了多项技术研究，其中涉及航空、汽车、生物、电子等各个行业。
西安交大：从1993年开始发展SLA技术研究，到现在已经有了成套的技术设备
华科：开展LOM技术，以及SLS\SLM技术，并且已经开发出相应的成套设备，且已经投入到市场使用。
清华大学跟西北工大已经研究多系列低成本FDM装备，并投入使用。并已经广泛使用到了航空领域，制造精密的成型技术。经过多年研究，我国增材制造技术得到飞快发展，精度等到极大提高。
3.增材制造技术的发展趋势。
（1）从快速原型与翻模制造向零部件直接制造转变
（2）学科交叉融合，应用领域不断扩大
（3）装备向零部件直接制造和专业化方向发展
（4）增材制造装备从高端型走向普及型
（5）成型材料开发及其系列化、标准化
4.增材制造技术面临的挑战
（1）进度控制技术；
（2）高效制造技术；
（3）复合材料零件增材制造技术。
5.增材制造技术面临的伦理安全问题。
（1）增材制造技术制造枪支。通过互联网下载枪支设计数据，借助增材成型工艺制造出来；
（2）增材成型技术克隆人体器官。
6.箔材粘结工艺的原理
它由计算机、原材料存储及送进机构、热粘压机构、切割系统（激光或切刀）、可升降工作台、数控系统和机架等组成。
计算机用于接收和存储工件的三维模型，沿模型的高度方向提取一系列的横截面轮廓线，发出控制指令。原材料存储及送进机构将存于其中的原材料（如底面有热熔胶和添加剂的纸或塑料薄膜）逐步送至工作台的上方。热粘压机构将一层层材料粘接在一起。
切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线，逐一在工作台上方的材料上切割出轮廓线，并将无轮廓区切割成小方网格以便在成型之后能剔除废料。网格的大小根据被成型件的形状复杂程度选定，网格越小，越容易剔除废料，但切割网格花费的时间较长，否则反之。可升降工作台支撑成型的工件，并在每层成型之后，降低一个材料厚度（通常为），以便送进、粘合和切割新的一层材料。数控系统执行计算机发出的指令，控制材料的送进，然后栈和、切割，最终形成三维工作原件。
7.纸材粘结工艺（16页）
纸材粘接工艺过程大致分为前处理、叠层和后处理三个主要阶段。
前处理过程：（1）CAD模型及STL文件；
（2）三维模型的切片处理；
分层叠加过程：（1）纸材粘接工艺参数
（2）原型制造过程 1）基底制作 2）原型制作后处理过程：（1）余料去除将成型过程中产生的废料、支撑结构与工件分离
（2）后置处理使原型表面状况或机械强度等方面完全满足最终需要，保
证其尺寸稳定性及进度等方面的要求。
8.塑料薄膜粘结工艺的优点。
（1）制作的制品精度较高且较为耐用；
（2）系统操作简单；
（3）适于室内办公室环境使用；
（4）设备稳定耐用，维护成本低；
（5）成本低廉。
9.光固化快速成型工艺（SLA）的基本原理、主要优点和缺点
基本原理：液槽中盛满光敏树脂，氦-镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束，在控制系统的的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后进行下一层的扫描加工，新固化的一层牢固地粘接在前一层上，如此重复直至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。当实体原型完成后，首先将实体取出，并将多余的树脂排净；之后去掉支撑，进行清洗，然后再将实体原型放在紫外激光下整体后固化
优点;（1）成型过程自动化程度高。（2）尺寸精度高。（3）优良的表面质量。（4）可以制作结构十分复杂、尺寸比较精细的模型。（5）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。（6）制作的原型可以一定程度地替代塑料件。
缺点：（1）成型过程中伴随着物理和化学变化，制件较易弯曲，需要支撑，否则会引起制件变形（2）液态树脂固化后的性能尚不如常用的工业塑料，一般较脆，易断裂。
（3）设备运转及维护费用较高（4）使用的材料较少（5）液态树脂有一定的气味和毒性,并且需要避光保存（6）有时需要二次固化。
10.光掩膜法成型技术
基本原理：同SLA一样，该系统同样利用紫外线来固化光敏树脂，但光源和具体的工艺方法与SLA不同，曝光是采用光学掩模技术，电子成像系统先在一块特殊玻璃上通过曝光和高压充电过程产生与截面形状一致的静电潜像，并吸附上碳粉形成截面形状的负像，接着以此为“底片”，用强紫外线灯对涂覆的一层光敏树脂同时进行曝光固化，把多余的树脂吸附走以后，用石蜡填充截面中的空隙部分，接着用铣刀把这个截面修平，在此基础上进行下一个截面的固化
优点：（1）不需要设计支撑结构（2）零件的成型速度不受复杂程度的影响，只与体积有关（3）精度高（4）最适合制作多件原型，制作过程中可以随意选择不同零件的制作次序（5）模型内应力小、变形小，适合制作大型件（6）制作过程中如发现错误，可以把错误层铣掉，重新制作此层
缺点：（1）树脂与石蜡的浪费比较大，且工序复杂（2）设备占地大，噪声大，维护费用昂贵（3）可选材料少，使用材料有毒，且需密封避光保存（4）制作过程中，感光过度会使树脂材料失效（5）后处理过程需要除蜡
11.熔融沉积成型工艺的特点
优点：1 由于采用了热熔挤压头的专利技术，使整个系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。2 可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。3 有蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造。4 可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件。5 原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形下。6 原材料利用率高，且材料寿命长。7 支撑去除简单，无需化学清洗，分离容易。8 可直接制作彩色原型。
缺点：1 成型件的表面有较明显的条纹。2 沿成型轴垂直方向的强度比较弱。3 需要设计与制作支撑结构。4 需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。5 原材料价格昂贵。
12.新型熔融沉积快速成型工艺(FDM)设备采用了双喷头，这样做的好处
双喷头优点：节省材料成本和提高沉积效率，还可以灵活地选择具有特殊性能的支撑材料，以便于后处理过程中支撑材料的去除
13.SLS、SLA；两者有什么异同
SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。SLS的原理与SLA十分相像，主要分别在于所使用的材料及其形状不同。SLA所用的材料是液态的紫外线光敏可凝固树脂，而SLS则使用粉状的材料。
14.粉末激光烧结工艺的特点
优点：1 可采用多种材料2 可制造多种原型3 高精度4 无需支撑结构5 材料利用率高缺点:1 表面粗糙2 烧结过程挥发异味气体3有时需要比较复杂的辅助工艺。
15.三维喷涂粘结快速成型工艺对粉末材料的基本要求有哪些
对粉末材料基本要求：1 颗粒小，尺度均匀。 2 流动性好，确保供粉系统不堵赛。 3 熔滴喷射冲击时不产生凹坑、溅散和空洞等。 4 与粘接剂作用后固化迅速。
16.激光束、电子束、离子束和高压水射流等高能量密度的束流，通常具有哪些常规加工方
法无可比拟的优点
高能束优点： 1 能量密度极高，可以实现厚板的深穿透加工、焊接和切割，一次可焊透 300mm厚的钢板 2 可聚焦成极细的束流，达到微米级的焦点，用于制造微孔结构和精密刻蚀。 3 可超高高速扫描（速度达900m/s），实现超高速加热和超高速冷却（冷却速度达到104℃/s），可以进行材料表面改性和非晶体态化，实现新型超细、超薄、超纯材料的合成和金属基复合材料的制备。4 能量密度可在很大范围内进行调节，束流受控偏转柔性好，可进行全方位加工。 5 适合于金属、非金属材料加工，可实现高质量、高精度、高效率和高经济性加工。
17.高能束熔覆技术
高能束流加工技术是利用激光束、电子束、离子束和高压水射流等高能量密度的束流（其中高压水射流是冷切割加工技术），对材料或构件进行特种加工的技术。
18.激光熔覆工艺
激光熔覆工艺是在激光束的作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基本表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐腐、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。
19.提出一项新型增材制造工艺方案，说明其可行性、优点及可能面临的主要问题。
增材制造（3D打印）技术国内外发展状况 --西安交通大学先进制造技术研究所2013-07-09 一、概述 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除（切削加工）技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。自上世纪80年代末增材制造技术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”（Material Increse Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、“实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印技术”（3D Printing）等。名称各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。 美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造和3D打印有明确的概念定义。增材制造是依据三维CAD数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造它通常是逐层累加过程。3D打印是指采用打印头、喷嘴或其它打印技术沉积材料来制造物体的技术，3D打印也常用来表示“增材制造”技术，在特指设备时，3D打印是指相对价格或总体功能低端的增材制造设备。 增材制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展。增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备。目前已有的设备种类达到20多种。这一技术一出现就取得了快速的发展，在各个领域都取得了广泛的应用，如在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等。增材制造的特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了增材制造在产品创新中具有显著的作用。 美国《时代》周刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，认为该技术改变未来生产与生活模式，实现社会化制造，每个人都可以成为一个工厂，它将改变制造商品的方式，并改变世界的经济格局，进而改变人类的生活
3D打印技术相关试题 一、填空题 1.成都增材制造-3D打印工程技术研究中心落户（5719工厂）。 2.世界3D打印技术产业大会第二届会议2014年在（青岛）召开。 3.目前中国唯一的3D航空动力小镇在（彭州丽春）。 4.中国3D航空动力小镇将依托（5719工厂）的新兴优势产业，实现军民 融合发展。 5.3D打印技术被英国（《经济学》）杂志称为“将带来第三次工业革命” 的数字化制造技术。 6.中国3D打印研究院于2013年8月7日在（南京）成立。 7.3D打印设备目前主要的热源有（激光束）、（电子束）、（等离子束）。 8.中国工程院院士（刘大响）于2014年2月莅临中国3D航空动力小镇。 9.激光3D打印设备目前常用的激光器是光纤激光器，光纤激光器的波长 一般是（1070纳米）。 10.2013年3月24日，中国3D打印技术产业创新中心于在（南京）成立。 11.航空发动机被誉为飞机的（心脏）。 12.LENS技术是指（激光净近成形）技术。 13.我国目前唯一专注于3D打印制造的中国工程院的院士是（卢秉恒）。 14.EBSM技术是指（电子束选区熔化）技术。 15.中国3D打印技术产业联盟于2012年在（北京）成立。 16.EBF技术是指（电子束熔丝沉积）技术。
17.航空发动机主体结构包括（压气机）、燃烧室、涡轮和尾喷口。 18.PBF技术是指（等离子束熔丝沉积）技术。 19.《我心飞翔》一书是航空动力专家中国工程院院士（刘大响）的回忆录。 20.3D打印技术用于再制造时称为（3D打印再制造）技术。 21.北航王华明教授因采用3D打印技术打印（钛合金）材料而获得国家发 明一等奖。 22.国内最早的一部关于介绍3D打印技术的书是（黄卫东）编写的。 23.（颜永年）被称为中国3D打印第一人。 24.成都市在（2013）年成立了成都市3D打印产业技术创新联盟。 25.成都市3D打印产业技术创新联盟理事长单位是（5719工厂）。 26.3D打印再制造技术的概念是由（5719厂）率先提出。 27.SLM技术是指（选区激光熔化）技术。 28.世界3D打印技术产业大会第一届会议在（北京）召开。 29.中国3D航空动力小镇的规划中指出到（2020）年基本建成。 30.LENS技术制备的金属材料致密度可达到（100）%。 31.3D打印再制造技术是融合了（3D打印）技术和（再制造）技术。 32.（成都市）增材制造（3D打印）产业技术创新联盟是西部首个创新联 盟。 33.中国3D打印技术产业联盟第一次会议在（北京）召开。 34.2014年3月26日，全国增材制造（3D打印）产业技术创新联盟落户（南 京）。 35.LENS技术打印金属通常所用的原材料是（金属粉末）。
在上个世纪，增材制造( Ad di ti ve M a nu fa ct ur in g，A M) 的 概念得到了显著的发展。依据美国试验材料学会(A me ric a n S o ci et y f or Te sti n g a nd Ma te ri als，A ST M) 的定义: 增材制造技术不同于传统的减法加工过程，是基于材料的增量制造，利用3D数据模型，将材料一层一层连接起来制造物体的过程。由于增材制造技术具有设计和制造一体化、加工精度高、制造周期短，产品物理化学性能优异等特点，美国《时代周刊》将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。 金属材料增材制造技术作为整个增材制造体系中最具前沿和难 度的技术，是先进制造技术的重要发展方向。对于金属材料增材制造技术，按照热源类型的不同主要可分为激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造等。其中激光增材制造(L ase r A d di ti ve M an uf act u ri ng，LA M) 技术是一种兼顾精确成形和高性能成形需求的一体化制造技术，也是目前金属增材制造最可靠和可行的方法。国内外增材制造的研究也主要集中在激光增材制造技术，本文在总结增材制造的发展历史基础上，重点介绍了激光增材制造的原理、激光选区熔化成形技术和直接沉积技术的发展现状，为激光增材制造在国内各个领域的应用提供支持。一、增材制造的发展历史 1983 年，美国科学家查尔斯·胡尔(Ch ar le s Hu ll) 发明光固化成形技术( st ere o l it ho gr ah y App e ar an ce，SL A) 并制造出全球首个增材制造部件。1986 年，查尔斯·胡尔获得了全球第一项增材制造专利，同年成立3D S ys t em s公司。1987 年，3D S y st em s 发布第一台商业化增材制造设备-快速成型机立体光刻机SL A-1，全球进入增材制造时代。1986年，美国的M i ch ae l F e yg in，首次提出了分层实体制造( L a mi na te d Ob je ct M a nu fa ct ur in g，LO M) 技术。1988年，美国S tr at asy s 公司首次提出熔融沉积成型技术( F us ed D epo s it io n M od el in g，F DM) 。1989 年，美国德克萨斯大学奥斯汀分校的De ck ar d 提出激光 选区烧结( Se le ct i ve L as er S in te r i ng，SL S) 。1995年， 德国Fr au-ho fe r 应用研究促进协会IL T 激光技术研究所的 D r.W il-he lm M ein e rs 等在金属粉末选择性烧结基础上提出激光选区熔化成形技术( S el ec ti ve L as e r M el ti ng，S LM) 。1998 年，美国Sa nd ia 国立实验室将选择性激光烧结工艺SL S 和激光溶覆工艺( La ser Cl ad di ng) 相结合提出激光工程化净成型(L a s e r E n g i n e e r e d N e t S h a p i n g，L E N S)。1990年至现在，增材制造技术实现了金属材料的成型，进入了直接增材制造阶段，相距出现了电子束选区熔化(E BSM)、电子束自由成形制造技术( El ec tr on B eam Fr ee- fo rm Fa br i ca ti on，EB F)、等离子增材制造技术(I on Fu s io n Fo r ma ti on，I F F) 电弧增材制造( Wi r e A r c A dd it iv e Ma nuf a ct ur e，WA AM)等一系列制造工艺。2013年，美国麻省理工大学研发了四维打印技术( Fo ur D i- m ens i on al
3D打印技术与应用教程考试 正在提交作业考试… 名称3D打印技术与应用对应章节 成绩类型分数制第1部分 总题数：30 1 【多选题】（5分） 哪种关系不能添加到草图的几何关系中（） "A.水平 W|B.共线 “ C.垂直 2 【单选题】（3分） 3D打印技术在建筑行业的应用中，目前使用最广泛的领域是（） A. 建筑材料的生产 * B.建筑装饰品和建筑模型的生产 C. 建筑机械的生产 D. 整体建筑物的建造 3 【单选题】（3分）以下是SLA技术特有的后处理技术是（） A. 取出成型件 B. 后固化成型件 C. 去除支撑 D. 排出未固化的光敏树脂 【单选题】（3分） 3D打印文件的格式是什么（） C A. sal B. stl
C. sae D. rat 5 【单选题】（3分） 零件的第一个特征是什么特征（） A. 旋转特征 宀|B.拉伸特征 匚—I c.基体特征 6 【单选题】（3分） 3D打印技术在建筑行业的应用中，目前使用最广泛的领域是（）丁!A.建筑装饰品和建筑模型的生产 B. 建筑材料的生产 C. 建筑机械的生产 D. 整体建筑物的建造 7 【单选题】（3分） 3DP技术使用的原材料是（） A. 金属材料 °―B.粉末材料 ‘ C.高分子材料 D.光敏树脂 8 【单选题】（3分） 以下不是3D打印技术优点的是（） A. 产品多样化不增加成本 ‘ B.技术要求低 C. 制造复杂物品不增加成本
D. 减少废弃副产品 9 【单选题】（3分） 以下是3DP 3D打印技术使用的原材料是（） 2 A.高分子材料 B. 光敏树脂 C. PLA ―D.粉末材料 10 【单选题】（3分） 单击新建图标后，如何开启新的零件文件（） A. 选择一个工程图模板 B. 选择一个装配体模板 * C.选择一个零件模板 11 【单选题】（3分） 各种各样的3D打印机中，精度最高、效率最高、售价也相对最高的是（）* A.工业级3D打印机 B. 个人级3D打印机 C. 桌面级3D打印机 D. 专业级3D打印机 12 【单选题】（3分） 以下不是3D打印技术需要解决的问题是（） A. 3D打印的耗材 * B.增加产品应用领域 C. 知识产权的保护 D. 3D打印机的操作技能 13
试卷 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状； 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表
1.增材制造技术的优点 （1）自由成型制造； （2）制造过程快速； （3）添加式和数字化驱动成型方式； （4）突出的经济效益； （5）广泛的应用领域。 2.增材制造技术国内外发展现状 国外发展现状 1 欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造 技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。 2 德国建立了直接制造研究中心，法国增材制造的专项协会致力于增材制造技术标 准的研究。西班牙启动了一项发展增材制造技术的专项，研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容。 澳大利亚、日本等国已经开始将其运用到航空领域，制造精密零件。 对于公司而言：以快速成型技术为主的增材制造设备已发展20多年，大量的增材制造装备的知名企业快速发展，其中以3D Systems 公司为代表，发展的SLA、SLS及3DP装备都备受关注。 美国Stratasys公司率先推出FDM装备，推广Dssignjet 3D 和Dssignjet Color 3D 两款产品。 除了以上具有代表性的外，还有LENS装备生产商、SLM装备生产商英国MIT公司等等。 国内： 我国增材制造技术研究已经经历20多年，以华科、西安交大、清华等大学为代表的科研院所开展了多项技术研究，其中涉及航空、汽车、生物、电子等各个行业。 西安交大：从1993年开始发展SLA技术研究，到现在已经有了成套的技术设备 华科：开展LOM技术，以及SLS\SLM技术，并且已经开发出相应的成套设备，且已经投入到市场使用。 清华大学跟西北工大已经研究多系列低成本FDM装备，并投入使用。并已经广泛使用到了航空领域，制造精密的成型技术。经过多年研究，我国增材制造技术得到飞快发展，精度等到极大提高。 3.增材制造技术的发展趋势。 （1）从快速原型与翻模制造向零部件直接制造转变 （2）学科交叉融合，应用领域不断扩大 （3）装备向零部件直接制造和专业化方向发展 （4）增材制造装备从高端型走向普及型 （5）成型材料开发及其系列化、标准化 4.增材制造技术面临的挑战 （1）进度控制技术； （2）高效制造技术； （3）复合材料零件增材制造技术。 5.增材制造技术面临的伦理安全问题。 （1）增材制造技术制造枪支。通过互联网下载枪支设计数据，借助增材成型工艺制造出来； （2）增材成型技术克隆人体器官。
试卷 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状； 二、术语解释 1.STL数据模型 是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个，是一种为技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多系统所应用的标准文件。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分 原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差 由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表面外），导致原型产生形状和尺寸上的误差。
复合增材制造技术研究进展 杨智帆1袁张永康1袁2 渊1.广东工业大学机电工程学院袁广东广州510006曰2.广东镭奔激光科技有限公司袁广东佛山528225冤 摘要院在阐述了复合增材制造技术的含义及关键技术特征的基础上袁对基于机加工的复合增材制造尧基于激光辅助的复合增材制造尧基于喷丸的复合增材制造尧基于轧制的复合增材制造四种复合增材制造技术的特点与优势进行了总结袁并介绍了一种全新的激光锻造复合增材制造技术袁其可与多种增材制造复合并能有效细化晶粒尧消除缺陷和重构应力分布袁最后指出了复合增材制造技术在耦合机理尧参数优化及装备研制方面的发展趋势遥 关键词院复合增材制造曰耦合工艺曰激光锻造中图分类号院TG669文献标志码院A 文章编号院1009原279X渊2019冤02原0001-07 Research and Development of Hybrid Additive Manufacturing Technology YANG Zhifan 1袁ZHANG Yongkang 1袁2 渊1.School of Electro-mechanical Engineering袁Guangdong University of Technology袁 Guangzhou 510006袁China曰 2.Guangdong Leiben Laser Technology Co.,Ltd.袁Foshan 528225袁China 冤 Abstract 院Based on expounding the technical meaning and key features of hybrid additive manufacturing (hybrid -AM)袁the features and advantages of hybrid -AM by machining袁by laser processing袁by shot-peering and by rolling are summarized and analyzed.Then袁a new technology named hybrid -AM by laser forging is introduced袁which can be coupled with other AM processes and effectively refine grains袁eliminate defects and reconstruct stress distribution.Finally袁the development trend of hybrid-AM technology in coupling mechanism袁optimization of multi-processes parameters and equipment manufacturing is discussed. Key words 院hybrid additive manufacturing曰coupled processes曰laser forging 收稿日期院2018-12-10 基金项目院国家重点研发计划渊2017YFB1103600冤曰国家自然科学 基金资助项目渊51775117冤 第一作者简介院杨智帆袁男袁1993年生袁硕士研究生遥 与传统去除成形方法相比袁增材制造是一种基于材料增量制造理念的技术[1]袁是一种利用CAD 模型以材料连接方式完成物体制作的过程[2]袁与减材制造相比袁增材制造通常是逐层累加进行的遥增材制造具备柔性尧快速和绿色制造等技术优势袁在航空航天尧国防工业和生物医疗方面具有重要应用前景[3-4]遥 然而袁增材制造技术存在零件成形精度低尧力学性能不足等问题[5]遥针对上述技术瓶颈袁现已出现 了若干种既保持增材制造技术优点又能吸收传统技术优势的复合增材制造新技术袁为解决瓶颈难题 提供了新路径遥 本文重点介绍复合增材制造技术的研究进展袁并根据辅助工艺的不同将复合增材制造技术分成五种不同类别袁分别进行了总结与分析袁并对复合增材制造技术的发展方向进行了展望遥 1复合增材制造技术含义 野复合冶一词广泛应用于制造领域袁国际生产工程科学院渊CIRP冤将野复合制造冶定义为野一种基于若干种工艺/工具/能量源同步工作尧相互作用可控且对工艺/零件性能有显著影响的技术冶[6]遥一般地袁复合增材制造以增材制造为主体工艺袁在零件制造过程中采用一种或多种辅助工艺与增材制造工艺耦合协同工作袁使工艺尧零件性能得以改进遥复合增材制造虽涉及多种工艺尧能量源袁但并不能严格达到 综述专稿 叶电加工与模具曳2019年第2期 1要要
3D打印试题 一、单选题（每题3分，共48分） 1、3D打印文件的格式是什么（B） A、sal B、stl C、sae D、rat 2、各种各样的3D打印机中,精度最高、效率最高、售价也相对最高的是（A） A、工业级3D打印机 B、个人级3D打印机 C、桌面级3D打印机 D、专业级3D打印机 3、下列哪种产品仅使用３Ｄ打印技术无法制作完成（B） Ａ、首饰Ｂ、手机Ｃ、服装Ｄ、义齿 4、市场上常见的3D打印机所用的打印材料直径为（A） A、1.75mm或3mm B、1.85mm或3mm C、1.85mm或2mm D、1.75mm或2mm 5、下列关于３Ｄ打印技术的描述，不正确的是（D） Ａ、３Ｄ打印是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 Ｂ、３Ｄ打印起源于上世纪８０年代，至今不过三四十年的历史 Ｃ、３Ｄ打印多用于工业领域，尼龙、石膏、金属、塑料等材料均能打印 Ｄ、３Ｄ打印为快速成型技术，打印速度十分迅速，成型往往仅需要几分钟的时间 6、下列对于３Ｄ打印特点的描述，不恰当的是（B） Ａ、对复杂性无敏感度，只要有合适的三维模型均可以打印 Ｂ、对材料无敏感度，任何材料均能打印 Ｃ、适合制作少量的个性化定制物品，对于批量生产优势不明显 Ｄ、虽然技术在不断改善，但强度与精度与部分传统工艺相比仍有差距 7、立体光固化成型设备使用的原材料为（A） Ａ、光敏树脂 Ｂ、尼龙粉末 Ｃ、陶瓷粉末 Ｄ、金属粉末 8、以下哪项目前不属于DLP 3D打印工艺设备的光源（D） Ａ、卤素灯泡Ｂ、LED光源 Ｃ、紫外光源Ｄ、激光
9、以下那种3D打印技术在金属增材制造中使用最多（A） Ａ、SLMＢ、SLA Ｃ、FDMＤ、3DP 10、熔融沉积技术存在哪个危险环节（A） Ａ、高温Ｂ、激光 Ｃ、高压Ｄ、高加工速度 11、FDM设备制件容易使底部产生翘曲形变的原因是（A） Ａ、设备没有成型空间的温度保护系统 Ｂ、打印速度过快 Ｃ、分层厚度不合理 Ｄ、底板没有加热 12、不属于快速成型技术的特点的是（D） Ａ、可加工复杂零件 Ｂ、周期短，成本低 Ｃ、实现一体化制造 Ｄ、限于塑料材料 13、三角洲3D打印机打印出来的月球灯出现错层情况跟一下哪些地方无关（C） A、皮带的松紧度 B、鱼眼轴承的松紧度 C、喷头的堵塞情况 D、导轨润滑程度 14、2525打印机打印正常参数常规非定制的18CM月球灯需要多少时间（D） A、16-17H B 、14-15 H C、20-21H D、18-19H 15、三角洲打印喷嘴温度升不上去，跟哪些因素无关（D） A、热敏电阻短路 B、加热棒短路 C、电路板坏掉 D、喉管喷嘴堵塞 16、FDM3D打印技术成型件的后处理过程中最关键的步骤是（C） A、取出成型件 B、打磨成型件 C、去除支撑部分 D、涂覆成型件
增材制造（3D打印）技术国外发展状况 --交通大学先进制造技术研究所2013-07-09 一、概述 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是通过CAD设计数据采用材料逐层累加的法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除（切削加工）技术，是一种“自下而上”材料累加的制造法。自上世纪80年代末增材制造技术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”（Material Increse Manufacturing）、“快速原型”（Rapid Prototyping）、“分层制造”（Layered Manufacturing）、“实体自由制造”（Solid Free-form Fabrication）、“3D打印技术”（3D Printing）等。名称各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。 美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造和3D打印有明确的概念定义。增材制造是依据三维CAD数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造它通常是逐层累加过程。3D打印是指采用打印头、喷嘴或其它打印技术沉积材料来制造物体的技术，3D打印也常用来表示“增材制造”技术，在特指设备时，3D打印是指相对价格或总体功能低端的增材制造设备。 增材制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展。增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了多增材制造设备。目前已有的设备种类达到20多种。这一技术一出现就取得了快速的发展，在各个领域都取得了广泛的应用，如在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等。增材制造的特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了增材制造在产品创新中具有显著的作用。 美国《时代》刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，认为该技术改变未来生产与生活模式，实现社会化制造，每个人都可以成为一个工厂，它将改变制造商品的式，并改变世界的经济格局，进而改变人类的生活式。
3D打印技术应用趋势及发展前景 1 3D打印的概述 3D打印是能够有效地将数字化二维模型实体化的一种快速成型技术，它在设计和制造物体方面表现十分高效，又称增材制造。3D打印的工作原理就是将一个三维的几何拆分为若干个二维的平面，依据拆分对象的三維数据对打印对象进行逐层加工，利用成形设备层层材料堆积而形成所需要的立体模型，制造出实体三维模型。通俗一点来说，就像是现今社会上普遍存在的普通打印机，可以打印出纸面（即二维空间）上的任意图画，3D打印就是将三维几何切分成一个个二维平面进行打印，然后将平面进行顺序叠加，最终制造出一个实体立体几何模型。3D打印采用的是增材制造的方式，和采用减材制造的传统工艺有所不同，它在实现原材料的高效利用上具有重要意义，节约能源，是一种更加符合现代化建设的制造方式。目前为止，发展的3D打印技术类型有熔融沉积式（FDM）、分层叠加式（GLOM）、光敏树脂固液化成式（SLA）、选择性粉末激光烧结式（SLS）、激光选区融化式（SLM）等。 自3D打印技术产生以来，就是作为人类社会文明的一次重大突破而存在的。仅仅几十年的时间，3D打印技术就已经广泛应用于各个不同的领域，产生显著影响。同时，随着社会的进步，3D打印技术快速且广泛的被大众所关注、讨论和接受，3D打印机的价格也不断下降，更为其普及程度作出贡献，使更多普通用户能够体验到制造三维立体模型的所带来的新奇感与愉悦感。现如今3D打印技术的普遍应用，不仅仅是因为它更为多样化的材料选择和加工方式更加符合现代化道路的发展，也是因为它是人类文明历史上前所未有的一种生产生活方式和理念。准确来讲，3D打印并非是一种全新的技术，与其称它为新，不如称它是综合性生产方式，毕竟它综合了现代计算机、激光、材料等多种先进技术。可以说3D打印是一种应运而生的综合
增材制造 增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。
增材制造按能量源分类 ?激光束 ?电子束 ?等离子或等离子束 通过热源加热材料使之结合、直接制造零 件，统称高能束流快速制造
增材制造按工艺分类?LMD技术 ?SLM技术
LMD技术基本原理 LMD技术作为增材制造技术的一种，是通过快速成型（RapidPrototyping，RP）技术和激光熔覆技术有机结合，以金属粉末为加工原料，采用高能密度 激光束将喷洒在金属基板上的粉末逐层熔覆堆积，从而形成金属零件的制造 技术。整个LMD系统包括激光器、激光制冷机组、激光光路系统、激光加工机床、激光熔化沉积腔、送粉系统及工艺监控系统等。 LMD快速成型技术的基本原理为：首先，利用切片技术将连续的三维CAD 数模离散成具有一定层厚及顺序的分层切片；第二，提取每一层切片所产生 的轮廓并根据切片轮廓设计合理的激光器扫描路径、激光扫描速度、激光强 度等，并转换成相应的计算机数字控制程序；第三，将激光溶化沉积腔抽真空，并充入一定压力的惰性保护气体，防止粉末熔化时被氧化；第四，计算 机控制送粉系统向工作台上的基板喷粉，同时激光器在计算机指令控制下， 按照预先设置的扫描程序进行扫描，溶化喷洒出来的粉末，熔覆生成与这一 层形状、尺寸一致的熔覆层；最后，激光阵镜、同轴送粉喷嘴等整体上移 （或工作台下移）一个切片厚度并重复上述过程，逐层熔覆堆积直到形成CAD 模型所设计的形状，加工出所需的金属零件。
3.1 增材制造技术概述 增材制造技术诞生于20世纪80年代后期的美国。一开始，增材制造技术的诞生源于模型快速制作的需求，所以经常被称为“快速成型”技术。历经三十年日新月异的技术发展，增材制造已从概念（沟通）模型快速成型发展到了覆盖产品设计、研发和制造的全部环节的一种先进制造技术，已远非当初的快速成型技术可比。 3.1.1概述 1.概念 增材制造（即Additive Manufacturing，简称AM）：一种与传统的材料“去除型”加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。 增材制造的概念有“广义”和“狭义”之说，如图3-1所示。 “广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。而“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系。 目前，出现了许多令人眼花缭乱的多种称谓：快速成型（Rapid Proto-typing）、直接数字制造（Direct Digital Manufacturing）、增材制造（AdditiveFabrication）、“三维打印(3D—Printing )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”、增层制造（Additive Layer Manufacturing）等。2009年美国ASTM专门成立了F42委员会，将各种RP统称为“增量制造“技术，在国际上取得了广泛认可与采纳。 2.原理与分类 实际上在我们的日常生产、生活中类似“增材”的例子很多，例如：机械加工的堆焊、建筑物（楼房、桥梁、水利大坝等）施工中的混凝土浇筑、元宵制法滚汤圆、生日蛋糕与巧克力造型等。 图3-1 增材制造概念 基本原理：首先将三维CAD模型模拟切成一系列二维的薄片状平面层。然后利用相关设
增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术 一、增材制造技术的简介 增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除一切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。这一技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，在一台设备上可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。 增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备，目前已有的设备种类达到20多种。该技术一出现就取得了快速发展，在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了广泛的应用。其特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了快速成形在产品创新中具有显著的作用。 二、增材制造技术的优势 2.1设计上的自由度——在机加工、铸造或模塑生产当中，复杂设计的代价高昂，其每项细节都必须通过使用额外的刀具或其它步骤进行制造。相比而言，在增材制造当中，部件的复杂度极少需要或根本无需额外考虑。增材制造可以构建出其它制造工艺所不能实现或无法想像的形状，可以从纯粹考虑功能性的方面来设计部件，而无需考虑与制造相关的限制。 2.2小批量生产的经济性——增材制造过程无需生产或装配硬模具，且装夹过程用时较短，因此它不存在那些需要通过大批量生产才能抵消的典型的生产成本。增材工艺允许采用非常低的生产批量，包括单件生产，就能达到经济合理的打印生产目的。 2.3高材料效率——增材制造部件，特别是金属部件，仍然需要进行机加工。增材制造工序经常不能达到关键性部件所要求的最终细节、尺寸和表面光洁度的要求。但是所有近净成形工艺当中，增材制造是净成形水平最高的工艺，其后续机加工所必须切削掉的材料数量是很微量的。
中国信息化周报/2013年/7月/22日/第005版 趋势 增材制造技术发展前景广阔 中国工程院院士李培根 增材制造技术将成为产业和社会变革的助推器，将为建设创新型社会，提供强有力的技术支撑。 发展增材制造技术，可以成为我们国家制造业基础创新的有效手段。增材制造大大增加了创新设计空间技术。另外符合绿色制造的发展方向，有利于制造业的可持续发展。它可以促进传统制造业技术水平的提升，尤其是我们把增材制造技术和传统工艺结合起来，可有望培育新兴产业，优化产业结构，促进产业升级。 我国正处于工业转型升级的关键时期，这既是重大的机遇，又有严峻的挑战。在此背景下召开增材制造技术工程国际研讨会及展览会，将为我们全面客观地掌握国内外增材制造技术的发展现状和趋势，研讨制定3D打印技术性发展带来的机遇和挑战，以及我国增材制造业技术创新与产业化发展战略对策部具有非常重要的意义。 用科普图书带动增材制造的激情 当前，全球迎来技术创新与产业变革的新高潮，其基本特征是制造业数字化、智能化，新能源、新材料技术取得突破，这必将引发新一轮的科技革命。增材制造技术是典型的数字技术，利用计算机数据，生产三维实体，将对制造业生重要的影响。 2012年，美国学者杰里米里夫金的《第三次工业革命》一书出版后，在中国引起了很大的反响，人们认为第三次工业革命有可能会改变未来的生产与生活模式。尽管这些观点现在还存在着一些争议，但是我们认为增材制造技术不管怎样都会有很大的发展前景。 我们希望科普图书能够以通俗的语言介绍增材制造技术的概念、现状、案例等等。大家可能会感到奇怪，我们的咨询报告为什么要去关注科普图书? 我认为科普图书对增材制造技术未来在中国的普及具有非常重要的意义。仔细对比一下美国和中国在增材制造技术方面的研究和研发情况，我们可以发现国内目前有好多家机构在做相关的研究，并且有一些已经做得非常好。但是，我们发现有一个很大的差别是，美国的民间对增材制造技术的热情要远远大于中国。如何去激发我们民间对增材制造技术及其运用的热情?我想科普图书可以发挥非常重要的作用。 我们希望通过科普图书吸引更多的人尤其是青少年，去关注增材制造技术，激发青少年的创意。这样，未来增材制造技术在中国才会有发展前景，否则，仅仅是依靠大学和一些科研院所进行研究是远远不够的。 增材制造技术的科普图书是面向所有对该技术感兴趣的人，因此当然要用简明生动的形式去做介绍。我觉得这本3D打印科普书最让人感兴趣的就是它的案例，该书大约搜集了一百多个案例，领域涉及到航空航天、汽车、现代制造业、医学、生物工业技术，以及个人消费品等多个方面。 提升增材制造技术的重大需求 从国外的总体技术情况来讲，3D打印已经从快速原型、工艺辅助等间接制造发展到直接制造，装备产业化、系列化向专业化方向发展，从科研到工业，高端型向办公和个人消费等大众化领域拓展，正在形成一个集装备材料、软件服务为一体的产业链。 3D打印需要标准，现在已经开始制订国际标准。其应用是多学科交叉的融合和发展，存在的问题包括:成形的材料种类仍然很有限，不是所有的材料都可以适用这种方法。此外，成形的精
国内电弧增材制造技术的研究现状与展望 摘要：本文简述了电弧（电熔）增材制造技术特点、优势和发展历史，详细分 析了国内在电弧增材制造工艺、质量控制、电弧增材制造材料性能三方面的研究 情况，并基于目前的研究现状，提出了电弧增材制造技术在制造工艺、质量控制 和材料性能三方面研究的建议。 关键词：电弧增材制造，研究现状，展望 1引言 增材制造，是一种新型的金属“降维”制造工艺，通过对三维数字模型进行分 层切片处理，再按照预先规划好的路径将材料逐层累加的制造方式，是一种自下 而上，化零为整的制造方法，在复杂结构零部件制造方面有很大优势。电弧增材 制造(Arc welding additive manufacturing，简称WAAM)技术，也称为电熔增材制造 技术（Electrical additive manufacturing，简称EAM ）是采用电弧为热源的增材制 造技术，通过熔化金属丝材或粉末，逐层堆积出金属零部件的制造方法，具有丝 材利用率高、生产效率高，成本底，零件的尺寸不受成形缸或真空室的限制，易 于修复零件等优点。和传统的铸造、锻造技术相比，制造过程无需模具，整体制 造流程短，制造周期短，柔性化程度高，易于实现数字化、智能化，对设计的响 应快，可实现零部件的拓扑优化设计，在小批量、复杂构件的个性化定制方面具 有很大技术和成本优势。 20世纪70年代，德国学者提出了电弧增材制造的概念，并采用该技术制造 了一金属容器。20世纪80年代，美国使用等离子弧焊、熔化极气体保护焊技术 制造出了镍基合金金属构件，20世纪90年代，随着增材制造技术的发展，电弧 增材制造技术也得到了空前的发展，在装备、工艺及材料性能研究方面均取得了 很大突破。 2电弧增材制造技术研究现状 目前国内外用于WAAM制造的电弧种类主要为熔化极气体保护焊（GMAW），钨极惰性气体保护焊（GTAW）、等离子弧焊（PAW）等，尤其是配以冷金属过 度的熔化极气体保护焊，因其热输入小，电弧稳定性好等特点，得到了广泛发展 和应用。今年来，国内各大高校针对电弧增材制造的研究也在不断深入，主要集 中在成形控制、过程监控和成形件性能研究等方面。 2.1工艺与成形研究 电弧增材制造在制造过程中液态熔池较大，电弧的可控性难，故成形控制是 电弧增材制造的发展的主要瓶颈之一。电弧增材制造的在成形设备方面，主要有 两种方式，一种是焊接设备与多功能数控机床复合，另一种是焊接设备与多轴机 械手复合，实现柔性制造。成形控制方面的研究主要集中在工艺优化、过程监控 以及实时反馈等方面，在工艺优化环节主要是通过实验，针对不同的增材方法， 研究合适的工艺参数，例如打印速度，丝径，送丝速度，电流，电压等。沈泳华[[[]沈泳华.电弧增材制造成形系统设计和成形规律研究[D].南京：南京航空航天大学，2017]]研究了以KUKA焊接机器人和Fronius数字化焊机为主要设备的GMAW 冷金属过渡电弧增材制造系统和成形规律，采用“反切削法”实现了电弧增材制造 成形路径规划系统，并研究了不同工艺条件下的表面成形质量。熊俊[[[] 熊俊.多 层单道GMA增材制造成形特性及熔敷尺寸控制[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014]]研究了单道熔化极气体保护增材制造的工艺特性和成形质量，表明熔敷电 流是决定成形形貌的决定因素，良好的成形电流区间为100~180A。柳建等人[[[]
第46卷2018年12月 第12期 第10-17页 材料工程 Journal of Materials Engineering Vol.46 Dec.2018 No.12 pp.10-17 脉冲ＴＩＧ增材制造技术研究进展 Progress in Additive M anufacturing Technique Based on Pulsed T IG 郭龙龙，贺雨田，鞠录岩，吴泽兵，张勇，吕澜涛，王文娟 （西安石油大学机械工程学院，西安710065） GUO Long-long，HE Yu-tian，JU Lu-y an，WU Ze-bing， ZHANG Yong，LYU Lan-tao，WANG Wen-j uan （Mechanical Engineering College，Xi’an Shiyou University，Xi’an710065，China） 摘要：脉冲TIG（p ulsed tungsten inert gas，PTIG）增材制造技术属于电弧增材制造技术的分支，其最显著的优势是成本低、沉积率和材料利用率高，适用于大尺寸结构件的制造。本工作从实验研究和数值模拟的角度，着重介绍了PTIG增材制造成形件成形质量控制、微观组织及性能控制方面的研究成果，总结了当前研究存在的不足。基于对成形件成形质量、微观组织及性能的准确预测和主动控制，提出了PTIG增材制造技术有待深入的研究方向，即：工艺因素对成形质量的影响机理研究、缺陷形成机制及其抑制措施研究、熔池微观组织演变数值模拟研究、成形件内应力和变形的调控机制研究、微观组织与力学性能关系模型的建立。 关键词：脉冲TIG；增材制造；成形质量；微观组织；力学性能 ｄｏｉ：10.11868／j.issn.1001-4381.2018.000267 中图分类号：TG142文献标识码：A文章编号：1001-4381（2018）12-0010-08 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Additive manufacturing based on PTIG（p ulsed tungsten inert gas，PTIG）is a branch of arc additive manufacturing technique.Its notable advantages are low cost，high deposition rate，high ma-terial utilization ratio，and suitable for manufacturing parts of large size.In this paper，the research results on the control of formation quality，microstructure and properties of the parts deposited by PTIG additive manufacturing were emphasized in view of experimental research and numerical simula-tion.Meanw hile，the shortcomings of current investigations were also summarized.Based on accurate p rediction and accurate control on the formation quality，microstructure and properties，the research directions for further study on PTIG additive manufacturing technique in the future were put forward，including the influence mechanism of process factors on the formation quality，defects forming mecha-nism and the suppression measures，numerical simulation on microstructure evolution in molten pool，formation and regulation mechanisms on internal stress and deformation，and the establishment on q uantitative relationship model between the microstructure and mechanical properties. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：p ulsed TIG；additive manufacturing；formation quality；microstructure；mechanical property 增材制造技术基于“离散-堆积”原理，以粉末或丝材为填充材料，利用数字化技术控制高能束将填充材料熔化，依据三维CAD模型数据制造实体产品［1-3］。与传统的“减材制造”技术相比，增材制造技术能够实现高性能，复杂结构金属件的快速、无模具、致密、近净成形，而且材料利用率高［2］。因此自20世纪80年代以来，增材制造技术始终是国际材料加工工程与先进制造技术学科交叉领域的研究热点，我国政府和相关部门也对增材制造技术高度重视，在“中国制造2025”中将其列为未来大力扶持与重点发展的技术［4-5］。 脉冲TIG（p ulsed tungsten inert gas，PTIG）增材制造属于电弧增材制造技术的重要分支，其以周期性变化的电弧为热源，以氩气等惰性气体作保护，填充焊丝以熔滴的方式逐滴、逐层沉积，从而获得近净成形的制造件［6-7］。与激光增材制造、电子束增材制造等技术相比，PTIG增材制造技术最显著的优势是成本低、沉积率和材料利用率高，适用于大尺寸、复杂结构件的制造［8-9］。因此，PTIG增材制造技术在航空航天、飞机、 万方数据