项目名称超高强铝合金材料的增材制造(3D打印)关键技

增材制造逆向工程实验项目简介增材制造逆向工程，这个名字听起来可能有点高大上，让人觉得好像是某种超酷的黑科技，实际上，它就是一个通过扫描已经存在的物体，来重建它的数字模型，从而进行再生产的技术。

简单说吧，就是先把一个东西“照”下来，然后再把它“做”出来。

这技术一听就知道，不简单！现在不管是设计师、工程师，还是那些想做个独一无二、酷炫玩意儿的人，基本上都离不开这个“逆向工程”了。

举个简单的例子，假设你有个小玩意儿，比如你祖传的钟表，不小心坏了，坏掉的零件你也找不到替代品，怎么办？不要慌，逆向工程就是你的救命稻草！先把这个钟表扫描成一个数字模型，再把缺损的部分重新设计，然后通过增材制造技术——也就是所谓的3D打印，把它打印出来。

是不是超神奇？就是这么简单！逆向工程不仅仅是修个钟表这么小儿科。

说到工业领域，它的用武之地可大了。

比如说一些复杂的机械零件，通常设计师会遇到一些无法通过传统方法进行生产的挑战，这时候逆向工程就可以帮助他们通过扫描和重建解决这些难题。

你想想，在航天、汽车、甚至医疗行业，这种技术都能派上大用场。

有了它，很多复杂的东西都能轻松复制，直接摆脱了传统加工的繁琐步骤。

看似高大上的“逆向工程”，其实就像是一个无所不能的魔术师，可以帮你重现任何你需要的东西，尤其是一些已经不生产的零件。

增材制造逆向工程的实验项目其实也挺有意思的。

一般来说，它们的目的是通过实际操作，让学生或者工程师们能够更好地理解这个过程如何运作。

你得先理解，逆向工程可不是简单地拿个扫描仪扫一下就行。

你得有个合适的设备，不是所有扫描仪都能扫得细致入微。

扫描后的数据也要经过一番“处理”，才能变成一个能用的3D模型。

所以这一步就很关键，做得不好，数据不精确，后面的工作就得“重来”。

然后就是3D打印了，这可不是像打印纸那样一按按钮就行，而是得根据材料的不同，调节各种参数，保证打印出来的物体既坚固又符合原设计。

实验项目中，还要加入一些实际操作的环节，这样做出来的模型才有参考价值。

3D打印（增材制造）技术简介作者：刘亚斌来源：《科学与财富》2019年第03期摘要：本文主要讲述了3D打印技术的原理，对各种3D打印技术的介绍及行业技术方向发展。

关键词：3D打印；成型工艺；3D打印机做设计，看得见摸不着？直接开模风险大，设计不合理怎么办？一、原理与方法3D打印（3D printing），即增材制造，是快速成型一种。

它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。

通常是采用数字技术材料打印机来实现的。

3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看3D打印技术突破了传统成型方法通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周几大大缩短，生产成本大幅下降。

二、几项主流的3D打印技术及技术动态几类成型方式参数对比1、LOM：分层实体成型工艺分层实体成型系统主要包括计算机、数控系统、原材料存储与运送部件、热粘压部件、激光切系统、可升降工作台等部分组成。

历史最为悠久的3D打印成型技术，也是最为成熟的3D打印技术之一。

在产品概念设计可视化、造型设计评估、装配检验、熔模铸造等方面应用广泛.2、SLA立体光固化成型工艺（立体光刻成型）该工艺最早由Charles W.Hull于1984年提出并获得美国国家专利，是最早发展起来的3D 打印技术之一。

SLA工艺以光敏树脂作为材料，在计算机的控制下紫外激光将对液态的光敏树脂进行扫描从而让其逐层凝固成型，SLA工艺能以简洁且全自动的方式制造出精度极高的几何立体模型.3、SLS：选择性激光烧结工艺由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其硕士论文中提出的，随后C.R.Dechard创立了DTM公司并于1992年发布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation。

在国内也有许多科研单位开展了对SLS工艺的研究，如南京航空航天大学、中北大学、华中科技大学、武汉滨湖机电产业有限公司、北京隆源自动成型有限公司、湖南华曙高科等。

金属增材制造的关键技术金属增材制造（Metal Additive Manufacturing，简称金属AM）是一种以增加材料的方式，通过逐层堆叠或者逐点焊接的方法，制造出复杂形状的金属零件的制造技术。

它具有高效、灵活、节约材料等优势，正在逐渐被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械、工业制造等领域。

在金属增材制造技术中，有许多关键技术对于改善制造质量、提高制造效率以及扩大应用范围起到了至关重要的作用。

下面将重点介绍几种关键技术。

一、金属粉末制备技术金属增材制造中，金属粉末作为原材料被广泛应用。

金属粉末的质量直接影响着零件的制造质量以及性能。

金属粉末的制备技术是金属增材制造的关键技术之一。

目前，包括机械合金化、原子气化、化学还原等在内的多种金属粉末制备技术不断推陈出新，这些技术都在不断地提高金属粉末的质量和均匀性，从而为金属增材制造提供了更多的原材料选择空间。

二、金属3D打印设备技术金属3D打印设备是金属增材制造的核心装备之一。

其关键技术涉及到激光熔化、电子束熔化、粉床热喷涂等多种技术。

其中最为关键的是激光熔化技术，该技术是目前金属增材制造中应用最为广泛的一种技术。

激光熔化技术通过激光束对金属粉末进行逐层熔化，从而实现金属粉末的立体成型。

近年来，激光技术的快速发展，也使得金属3D打印设备技术得以不断完善和升级，提高了制造速度和精度，降低了制造成本。

三、金属增材制造工艺参数优化技术金属增材制造工艺参数优化技术是保证金属零件质量的重要手段。

通过对工艺参数的优化，可以实现金属粉末的良好熔化和凝固过程，避免出现焊接缺陷、过熔和残余应力等质量问题。

在这方面，先进的建模仿真技术、智能优化算法和在线监测技术的不断发展应用，使得金属增材制造的工艺参数优化得以更好地实现，从而提高了零件的成形精度和质量可控性。

四、后处理工艺和材料性能调控技术金属增材制造在成形后通常需要进行后处理工艺，比如热处理、表面处理等，来改善材料的性能和表面质量。

哈尔滨工业大学科技成果——非金属增材制造（3D打
印）关键技术与装备
主要研究内容本项目的目标是实现自主知识产权非金属增材制造成套设备、工艺与配套软件的产业化，实现大尺寸、快速、高精度、多材料（色彩）、低成本的快速原型制造。

主要应用建筑、机械设计验证、零件与模具制造、辅助诊疗与手术规划、文物保护等。

主要技术指标
1、FDM原理快速成型设备：支持最大尺寸不小于500mm的零件制造，支持水溶性材料与多色制造，最高尺寸精度达到0.1mm，制造速度不低于15g/h。

2、光敏固化快速成型机：分层精度不大于0.05mm，最高成型速度达到30mm/h，支持多模型自动空间分配，树脂利用系数不大于0.5。

智能化工厂建设的关键技术在当今科技飞速发展的时代，制造业正经历着前所未有的变革，智能化工厂的建设已成为制造业转型升级的重要方向。

智能化工厂通过融合先进的信息技术、自动化技术和智能化装备，实现生产过程的高效、灵活、精准和可持续，从而提高企业的竞争力和市场适应性。

本文将探讨智能化工厂建设中的关键技术，帮助您更好地理解这一复杂而又充满潜力的领域。

一、工业物联网（IIoT）工业物联网是智能化工厂的基石，它将工厂内的各种设备、传感器、控制系统连接起来，实现数据的实时采集、传输和分析。

通过工业物联网，工厂可以获取设备的运行状态、生产过程中的参数、物料的流动情况等信息，为生产决策提供数据支持。

在工业物联网中，传感器技术起着至关重要的作用。

传感器能够感知物理世界的各种信息，如温度、压力、湿度、位置等，并将这些信息转换为电信号或数字信号，以便传输和处理。

此外，无线通信技术如 WiFi、蓝牙、Zigbee 等也在工业物联网中得到广泛应用，使得设备之间的连接更加灵活和便捷。

为了实现工业物联网的有效运行，还需要强大的数据处理和分析能力。

大数据技术和云计算技术可以帮助工厂处理海量的物联网数据，提取有价值的信息和知识。

通过数据分析，工厂可以预测设备故障、优化生产流程、降低能源消耗，从而提高生产效率和质量。

二、自动化技术自动化技术是智能化工厂实现高效生产的重要手段。

包括自动化生产线、机器人技术、自动化仓储和物流系统等。

自动化生产线可以实现产品的连续生产，减少人工干预，提高生产效率和产品一致性。

机器人在智能化工厂中的应用越来越广泛，它们可以完成焊接、装配、搬运等重复性、高精度的工作，不仅提高了生产效率，还降低了工人的劳动强度和安全风险。

自动化仓储和物流系统可以实现原材料和成品的自动存储、检索和运输，提高仓库的空间利用率和物流效率。

例如，自动化立体仓库通过使用堆垛机、输送线等设备，实现货物的自动存取；AGV（自动导引车）可以在工厂内自主导航，完成物料的运输任务。

增材制造毕业设计一、项目背景及意义1.1背景随着科技的飞速发展，我国制造业正面临着转型升级的关键时期。

增材制造技术，又称3D打印技术，作为一种新兴的制造手段，已经成为国内外研究的热点。

这种技术可以实现个性化、定制化、高效的生产模式，对于优化我国制造业结构具有重要意义。

1.2意义增材制造技术的应用可以提高生产效率，降低生产成本，缩短产品研发周期，为我国制造业带来巨大的经济效益。

通过对增材制造技术的研究和应用，可以推动我国制造业向高端、绿色、智能方向发展。

因此，开展增材制造毕业设计具有很强的现实意义和应用价值。

二、项目目标及内容2.1目标本毕业设计旨在深入研究增材制造技术，掌握其基本原理和应用领域，设计并实现一个基于增材制造技术的原型产品。

通过实践应用，提高自身对增材制造技术的认识和操作能力，为我国制造业的发展贡献力量。

2.2内容（1）增材制造技术的基本原理及分类：研究增材制造技术的发展历程、基本原理、主要分类及应用领域。

（2）增材制造设备及材料选择：了解市场上主流的增材制造设备，根据设计需求选择合适的设备及材料。

（3）原型设计及制造：基于增材制造技术，设计并实现一个具有实际应用价值的原型产品。

（4）产品性能测试与分析：对原型产品进行性能测试，分析其优点和不足，为后续优化提供依据。

（5）技术经济性分析：评估增材制造技术在产品生产中的成本效益，分析其在制造业中的应用前景。

三、项目实施方案3.1研究阶段（1）查阅文献资料，了解增材制造技术的基本原理、设备及材料。

（2）参观工厂和企业，了解增材制造技术在实际生产中的应用。

（3）与相关领域的专家和工程师进行交流，提高自身设计能力。

3.2设计阶段（1）确定设计主题和目标，明确产品功能和性能要求。

（2）搜集和分析相关数据，进行产品原型设计。

（3）根据设计需求，选择合适的增材制造设备及材料。

3.3制造阶段（1）制定详细的制造方案，包括工艺参数、设备选型等。

（2）操作增材制造设备，完成产品制造。

增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术1.灵活性：增材制造技术可以根据设计师的要求实现高度个性化和定制化产品的制造。

增材制造可以精确控制每一层的形状和材料，因此可以制造出复杂形状或内部结构复杂的产品，这是传统加工工艺无法实现的。

这种灵活性使得增材制造技术可以满足不同领域和行业的需求，包括医疗、航空航天、汽车制造等。

2.资源利用率高：传统的加工制造工艺通常需要从块状原材料中削减出所需形状的产品，这样会产生大量的废料。

而增材制造技术可以将材料精确的加在需要的位置上，减少了材料的浪费。

这不仅可以减少废料的产生，还可以降低对原始材料的需求量。

这对于资源有限的情况下尤为重要。

3.简化供应链：传统的制造工艺通常需要多个环节的加工和生产，涉及到多个供应商和分散的生产线。

而增材制造技术可以通过一台机器完成整个制造过程，从而简化了供应链和生产流程。

这不仅可以提高生产效率，还可以减少人力和物力资源的浪费。

4.提高制造速度：增材制造技术可以通过并行处理来同时制造多个部件，从而大大提高制造速度。

而传统制造工艺通常需要多次加工和组装，时间效率较低。

增材制造技术的快速制造速度可以大大缩短产品的开发周期，提高生产效率。

实现这些优势的关键技术主要包括以下几个方面：1.材料选择：不同的增材制造技术需要不同类型的材料。

选择合适的材料对于实现想要的产品性能和质量至关重要。

目前，增材制造技术可以处理金属、塑料、陶瓷等各种类型的材料，但不同材料的加工特性和性能仍然存在差异，需要进一步的研究和开发。

2.加工参数优化：增材制造技术中的加工参数，如温度、浇注速度、光照强度等，直接影响到制造产品的质量和性能。

优化这些加工参数可以提高制造速度和成品率，减少缺陷和损坏。

3.设计和建模：由于增材制造技术可以制造出复杂形状的产品，因此设计和建模是至关重要的环节。

采用合适的设计软件和建模方法可以准确地描述所需产品的几何形状和内部结构，并优化设计以满足要求。

项目名称：超高强铝合金材料的增材制造（3D打印）关键技术研究与应用参与人员：李小平, 雷卫宁,史先传，孙顺平,王洪金,顾斌杰，陈菊芳项目简介：团队研发的金属3D打印（Metals 3D Printing）的设备，采用熔融的金属（合金）通过高压雾化气体将金属液体成分雾化成细小的液体和固体颗粒的混合物，结合计算机三维设计，控制雾化器的雾化状态和各参数，同时控制接收体的运动轨迹和速度，实现金属的逐层堆积，达到生产不同形状和尺寸的金属零部件的目的。

而且生产的金属3D打印设备具有效率高（5-10Kg/每分钟）,打印生产的材料或零件致密度高（≥95%的金属或合金的理论密度），内部组织结构细小（平均晶粒大小为10-20μm），具有优良的综合力学性能等优良特点。

该项目运用已有的理论和工艺的研究成果，开展该领域的成形设备的研制，开发出相应的自动化程度高、稳定可靠的工程化装备，满足诸多领域对高强高韧铝合金材料与产品的需求，而且因为性能的大幅提高为轻量化的结构设计提供了材料保障。

特别是具有很好的变形加工性能，经过后续的变形可以制备不同形状和尺寸的超高性能的零部件，广泛应用于航空航天、石油和地质勘探、船用轻质材料、汽车工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、医疗产业等领域。

创新成果主要体现在以下两方面：1）高强铝合金材料的开发与应用采用自主研制的金属增材制造，针对不同的铝合金材料（如7050、7055、7075等铝合金），制备出具有晶粒细小（平均粒径5-20μm）、组织均匀、能够抑制宏观偏析，具有半固态加工所要求的等轴晶粒的组织特征，在设备和工艺上保证制备的坯体组织和成分的均匀性，为半固态加工准备具有优异组织和性能的原材料，特别是针对7×××系铝合金超高强、高韧材料的工业化生产展开研究，通过对增材制造材料在后续的成型工艺的研究，探索优化的工艺，；采用中频电源进行加热，在加热过程中严格控制加热温度和保温时间，以实现产品性能的最优化。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010616674.X(22)申请日 2020.06.30(71)申请人 同济大学地址 200092 上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人 尹春月　严彪　严鹏飞　(74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限公司 31225代理人 褚明伟(51)Int.Cl.B22F 3/105(2006.01)B22F 3/24(2006.01)B22F 9/08(2006.01)B22F 1/00(2006.01)C22C 21/08(2006.01)C22C 21/00(2006.01)B33Y 10/00(2015.01)B33Y 50/02(2015.01)B33Y 70/00(2020.01)(54)发明名称一种高强度铝镁合金的3D打印工艺方法(57)摘要本发明涉及高强度铝镁合金的3D打印工艺方法，属于3D打印技术领域。

首先，高强度铝镁合金原料通过加热熔融使其混合均匀；然后对熔融状态的高强度铝镁合金采用气雾化技术制得高品质的铝镁合金粉末，干燥后得到用于3D打印的铝镁合金粉末；调整打印参数，在通入惰性气体的打印设备中按照零件的三维模型数据进行3D 打印，得到以高强度铝镁合金为原料的3D打印产品。

与现有技术相比，采用该工艺方法打印出的产品，其相对密度可达99％以上，维氏硬度可达110HV以上，抗拉强度可达430MPa以上，延伸率可达21％，经过合适的热处理，样品的维氏硬度可达150HV以上，抗拉强度可进一步提升到520MPa 以上，延伸率保持在17％或以上。

权利要求书1页 说明书6页CN 111872386 A 2020.11.03C N 111872386A1.一种高强度铝镁合金的3D打印工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：高强度铝镁合金原料通过加热熔融使其混合均匀；对熔融状态的高强度铝镁合金采用气雾化技术制得高品质的铝镁合金粉末，干燥后得到用于3D打印的铝镁合金粉末；调整打印参数，在通入惰性气体的打印设备中按照零件的三维模型数据进行3D打印，得到以高强度铝镁合金为原料的3D打印产品。

增材制造关键技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊增材制造关键技术，这可真是个超级有趣又超级重要的玩意儿啊！
你想想看，增材制造不就像是个神奇的魔法盒子嘛！它能把一堆材料变成各种各样你想要的东西。

就好像你给它一堆沙子，它就能给你变出一座城堡来，厉害吧！
这其中的关键技术呢，就像是魔法盒子的咒语。

比如说材料技术，那就是魔法盒子里的魔法材料呀，得有合适的才能变出好东西来。

要是材料不行，那可就像做饭没了好食材，怎么也做不出美味佳肴啦！还有那个成型技术，哎呀呀，这可太重要啦！就像是给魔法盒子指引方向，告诉它要变出个啥形状来。

如果成型技术不好，那说不定就变出个四不像啦！
再说说精度控制技术，这就好比是给魔法城堡雕刻细节的功夫。

要是精度不行，那城堡看起来就粗糙得很，可就不漂亮啦！还有啊，速度也很关键呢，总不能变个东西等半天吧，那多着急人呀！
咱平常生活里其实也能看到增材制造的影子呢。

你看那些个精致的小玩意儿，说不定就是用增材制造做出来的。

这技术可给我们的生活带来了好多便利和惊喜呀！
你说以后会不会有个超级大的增材制造机器，我们想要啥就给我们变啥出来？那可太有意思啦！而且，随着技术不断进步，肯定会变得越来
越厉害。

到时候，什么奇奇怪怪的想法都能变成现实啦！
增材制造关键技术就是这么牛，它就像是打开未来世界大门的钥匙。

让我们一起期待它能给我们带来更多的神奇和惊喜吧！它真的能让我们的生活变得超级不一样，这难道不是很值得兴奋的事情吗？反正我是这么觉得的！。