李涤尘,田小永,王永信,卢秉恒

(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,快速制造国家工程研究中心,陕西西安,710049)

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。近20年来,增材制造技术取得了快速的发展。快速原型制造、增材制造、实体自由制造等,各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。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。

1 发展状况

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。美国专门从事增材制造技术的技术咨询服务协会(Wohlers)在2011年度报告中,对各行业的应用情况进行了分析。图1是过去3年快速成形技术应用的产业领域状况。消费商品和电子领域仍占主导地位,但比例从23.7%降低到20.6%;机动车领域从19.1%降低到17.9%;研究机构为7.9%;医学和牙科领域从13.6%增加到15.9%;工业设备领域为12.9%;航空航天领域为9.9%。……