增材制造术语

【技术干货】一文详解复合材料领域的专业术语（中英对照版）：上篇促进剂（Accelerator）：加速树脂的固化添加剂（Additives:）：用于添加到树脂/化合物中以赋予特定性能（例如阻燃性和抗紫外线性）粘合剂（Adhesive）：用于配合表面以通过表面附着将它们粘合在一起的物质。

粘合剂可以是液体、薄膜或糊状。

芳纶（Aramid）：高强度、高刚度的芳族聚酰胺纤维起泡（Blistering）：由内部局部压力引起的成型部件中不希望出现的凸起区域，通常是由于敲击空气、挥发性反应副产物或渗透进入的水造成的。

块装模塑料 (Bulk Moulding Compound ，BMC)：聚酯树脂/玻璃纤维预混料，用于注塑或传递模塑，也称为面团模塑料(Dough Moulding Compound ，DMC)碳纤维（Carbon fiber）：以重量轻、强度高、刚度大而著称的增强纤维。

催化剂（Catalyst，也称为硬化剂）：引发树脂聚合的化合物（通常是有机过氧化物）短切股线（Chopped strands）：由增强纤维的连续长丝股线切割而成的短股线，不以任何方式连接在一起无尘室（Cleanroom）：无尘室是一个受控环境，它使用过滤去除空气中的污染物，创造一个一致且可重复的制造环境。

复合材料（Composite）：由树脂和增强材料（通常是纤维）组成的材料抗压强度（Compression strength）：材料破坏时的压碎载荷除以试样的横截面积芯（Core）：在夹层结构中，连接内层和外层的中心组件。

泡沫、蜂窝和木材都是常用的芯材。

耐腐蚀性（Corrosion resistance）：材料承受与周围自然因素接触而不降解或改变性能的能力。

对于复合材料，腐蚀会导致开裂。

偶联剂（Coupling agent）：在树脂基体/增强材料界面促进或建立更牢固结合的化学物质开裂（Cracking）：成型材料的分离，在零件的相对表面上可见并延伸到整个厚度（断裂）固化（Cure）：热固性树脂在热作用下通过分子结构的交联硬化的过程固化剂（Curing agents）：用于热固性树脂固化的化合物固化时间（Curing time）：树脂完全固化所需的时间分层（Delamination）：沿层压材料的层平面分裂、物理分离或失去粘合直接粗纱（Direct roving）：通过直接从套管上缠绕一定数量的细丝制成的粗纱面团模塑料 (Dough moulding compound，DMC)：聚酯/树脂纤维预混料，用于注塑或传递模塑，也称为块状模塑料(Bulk Moulding Compound，BMC)纤维（Fiber）：一种长度连续的细丝状物质，其特点是长度与厚度或直径的比值很高长丝（Filament）：连续的、细直径、长度很长的纤维填料（Filler）：添加到树脂中以扩展树脂或赋予特殊性能的材料（通常成本较低）整理（Finishing）：将偶联剂应用于纺织品增强材料以改善纤维/树脂的粘合弯曲强度（Flexural strength）：材料弯曲时的强度，表示为弯曲试验样品在失效瞬间的应力。

增材制造术语1. 增材制造（Additive Manufacturing）：是一种通过逐层堆叠材料来制造三维实体产品的制造技术。

2. 三维打印（3D Printing）：是增材制造的一种常见方法，利用计算机控制的逐层堆叠方式将材料逐渐构建成三维物体。

3. 材料堆积（Material Deposition）：是增材制造过程中将材料层层堆积以构建产品的步骤。

4. 光固化（Photopolymerization）：是一种增材制造技术，利用紫外线或其他光源对光敏材料进行硬化，将其逐层堆积以构建三维物体。

5. 粉末床融合（Powder Bed Fusion）：是一种增材制造技术，通过将粉末材料逐层堆积并利用激光或电子束进行局部熔化，最终形成三维物体。

6. 可溶性支撑结构（Soluble Support Structures）：是增材制造过程中使用的一种支撑结构，它可以在制造完成后通过特定的溶解剂溶解掉，以减少对产品表面的影响。

7. 层厚（Layer Thickness）：是增材制造过程中每一层材料的厚度，决定了最终产品的精度和表面光滑度。

8. 制造方向（Build Orientation）：是指在增材制造过程中，选择材料堆积的方向，以最大程度地减少支撑结构的使用和优化产品的物理性能。

9. 预处理（Preprocessing）：是增材制造过程中的前期准备工作，包括模型切片、支撑结构的生成等。

10. 后处理（Postprocessing）：是增材制造过程中的后期处理工作，包括去除支撑结构、表面光滑、热处理等。

11. 增材制造设备（Additive Manufacturing Equipment）：是用于实施增材制造的设备，例如三维打印机、激光烧结机等。

12. 直接制造（Direct Manufacturing）：是一种增材制造技术，可以直接从数字模型等电子数据中制造出产品，无需制造模具或工艺准备。

13. 拓扑优化（Topology Optimization）：是一种设计方法，通过优化材料分布和结构形状，以最大程度地提高产品性能，同时减少材料使用。

第49卷第5期2021年5月硅酸盐学报Vol. 49，No. 5May，2021 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20200805“增才制造”：以增材原理推动个性化陶瓷材料“成型—成性一体化”设计宋路，王殿政，赵若时，马静，沈志坚(清华大学材料学院，新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084)摘要：增材制造是近10年来全球范围内热议的话题。

相比于高分子和金属材料，陶瓷的增材制造技术突破较晚，但近年来的发展也使其成为了业界一大热点。

依据陶瓷增材制造发展现状与高分子和金属增材制造的发展历程，提出“增才制造”这一通过增材原理实现“成型—成性一体化”部件的理念。

首先剖析增材制造“个性化”内涵的演变及这一演变的根本原因，而后分析了当前各类陶瓷增材制造技术的技术瓶颈以及这些瓶颈中蕴含的陶瓷材料“成型—成性一体化”潜力，最后指出实现陶瓷“增才制造”的可能路径与关注点。

关键词：增材制造；陶瓷材料；个性化；跨尺度结构；结构—性能关联性；三维(3D)打印中图分类号：TQ175 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2021)05–0819–10网络出版时间：2021–04–13“Additive Materialization”: Promoting Customized Design in Ceramic Components with Integrated Structure & Performance via Additive ManufacturingSONG Lu, WANG Dianzheng, ZHAO Ruoshi, MA Jin g, SHEN Zhijian(State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing, School of Materials Science and Engineering,Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Additive manufacturing is a worldwide hot issue during the last decade. Compared with counterparts in polymer and metal, additive manufacturing for ceramic had a relatively late breakthrough, but the development in recent years has also make it a highlight as well. In this perspective, based on state-of-the-art of ceramic additive manufacturing and the development history of polymer & metal additive manufacturing, we propose the idea of “additive materialization”, that is, making additively manufactured components with customized structure and performance simultaneously. The evolution of the connotation in “customization” in additive manufacturing will be analyzed first together with its essential causes. Then current obstacles in various ceramic additive manufacturing techniques and corresponding embedded potentials to realize additive materialization in ceramic components would be pointed out and summarized. At last, possible approaches and related focuses towards “additive materialization” would be proposed. Keywords: additive manufacturing; ceramics; customization; multiscale structure; structure-performance relationship; three dimensional (3D) printing从“衔泥筑巢”到“添砖加瓦”，通过逐步添加材料实现成型与制造的例子在自然界与人类社会中并不鲜见。

增材制造工艺
增材制造工艺是一种通过添加材料来建造三维物体的工艺。

增材制造可以分为多种类型，包括3D打印、激光烧结、电子束熔化、喷射沉积成型等。

这些技术都是通过分层制造的方法在建造物体的过程中添加材料，从而实现逐层堆积并形成所需形状。

与传统的制造方法相比，增材制造具有灵活性高、生产周期短、生产成本低等优点。

目前，增材制造技术已广泛应用于航空航天、医疗、汽车、船舶等领域，成为现代制造业重要的工艺手段之一。

3D打印技术的起源与演变-13D打印技术是根据三维CAD模型或通过逆向工程重建的模型，采用离散材料（粉末、液体、片、丝、板、块等）逐层累加来制造实体零件的技术。

相对于传统机械加工去除材料的“减材”加工技术，锻/铸造和粉末冶金近似“等材”的制造技术，3D打印制造又被称为“增材制造”（ Additive Manufacturing，AM）/（Additive Fabrication，AF）、自由成形制造（Freeform Fabrication，FF）或增层制造（ Additive Layer Manufacture，ALM）。

3D打印的核心制造思想最早起源于美国。

1892年，J.E.Blanther在其美国专利中建议用分层构造法构建立体地形图，首创了叠层制造原理。

1902年Carlo Baese 的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。

1904年Perera提出了将硬纸板切割轮廓线，再将这些纸板粘结成三维地形图的方法。

但学术和业界认为：现代意义上的3D打印技术出现在1980年代。

以1988（7）年美国3D System公司根据Hull的专利，采用“立体平版印刷快速原型”（又称为光敏液相固化法、光固化成形、立体光刻等）（Stereo Lithography，SL）/（Stereo Lithography Appearance，SLA)技术，通过紫外激光束在偏转镜作用下扫描照射树脂固化，逐层制造得到三维实体模型所推出的SLA－250型首台商用“液态光敏树脂选择性固化成形机”的诞生为标志，现代增材制造技术真正开始形成。

随后1992年（1993？），美国麻省理工学院（MIT）的Scans （Saches？）E. M.和 Cima M. J.等首先提出了3D打印技术的概念，并创建了三维打印企业Z Corp。

自此，3D打印概念和技术日益得到关注。

立体光刻诞生后的几年里，多种增材制造方法也迅速兴起，主要包括：1988年Feygin发明，Helisys公司的分层实体制造（Laminated Object Manufacturing，LOM）；1989年Deckard发明，DTM公司的选区激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）；1992年Crump/ Stratasys公司的熔融沉积造型（Fuesd Depostion Modeling，FDM）；Cubital公司的Solid Ground Curing (SGC) ；以及原本狭义，今天却被媒体广义地用作增材制造代表性术语的“三维（3D）打印”（Three Dimension Printing,3DP）。

增材制造技术课程知识点一、增材制造技术概述。

1. 定义。

- 增材制造（Additive Manufacturing，AM），俗称3D打印，是一种基于离散 - 堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。

它与传统的减材制造（如切削加工）和等材制造（如铸造、锻造）方法不同，通过材料逐层累加的方式来构建三维实体。

2. 发展历程。

- 早期概念的起源可以追溯到20世纪80年代，美国的Charles Hull发明了立体光刻（Stereolithography，SLA）技术，这是最早的商业化增材制造技术。

- 随后，多种增材制造技术相继发展，如选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）、熔融沉积建模（Fused Deposition Modeling，FDM）等，在不同的材料和应用领域不断拓展。

- 近年来，增材制造技术在航空航天、医疗、汽车等众多行业得到了广泛的应用，技术不断创新，朝着高精度、高性能、多材料复合等方向发展。

3. 增材制造技术的优势。

- 设计自由度高。

- 能够制造传统制造方法难以实现的复杂几何形状的零件。

例如，内部具有复杂流道结构的航空发动机零部件，通过增材制造可以一体成型，无需进行复杂的装配过程。

- 材料利用率高。

- 与传统切削加工相比，增材制造是逐层累加材料，减少了材料的浪费。

特别是对于一些昂贵的材料，如钛合金等，在航空航天领域可以大大降低成本。

- 快速原型制造。

- 可以快速将设计概念转化为实体模型，便于产品的设计验证、功能测试等。

在产品开发的早期阶段，能够快速迭代设计方案，缩短产品开发周期。

4. 增材制造技术的局限性。

- 制造精度相对较低。

- 虽然技术在不断进步，但与传统精密加工相比，目前部分增材制造技术的精度仍然有限。

例如，FDM技术在制造小型、精密零件时，可能会出现层间精度误差，需要进行后处理来提高精度。

- 生产效率较低。

- 对于大规模生产，增材制造的速度相对较慢。