增材製造

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增材製造（Additive Manufacturing，AM）

　　增材製造是採用材料逐漸累加的方法製造實體零件的技術，相對於傳統的材料去除－切削加工技術，是一種“自下而上”的製造方法。近二十年來，AM技術取得了快速的發展，“快速原型製造（Rapid Prototyping）”、“三維列印(3D Printing )”、“實體自由製造(Solid Free-form Fabrication) ”之類各異的叫法分別從不同側面表達了這一技術的特點。

　　增材製造不需要傳統的刀具和夾具以及多道加工工序，在一臺設備上可快速精密地製造出任意複雜形狀的零件，從而實現了零件“自由製造”，解決了許多複雜結構零件的成形，並大大減少了加工工序，縮短了加工周期。而且產品結構越複雜，其製造速度的作用就越顯著。

　　一是材料單元的控制技術。即如何控制材料單元在堆積過程中的物理與化學變化是一個難點，例如金屬直接成型中，激光熔化的微小熔池的尺寸和外界氣氛控制直接影響製造精度和製件性能。

　　二是設備的再塗層技術。增材製造的自動化塗層是材料累加的必要工序，再塗層的工藝方法直接決定了零件在累加方向的精度和質量。分層厚度向0.01mm發展，控制更小的層厚及其穩定性是提高製件精度和降低錶面粗糙度的關鍵。

　　三是高效製造技術。增材製造在向大尺寸構件製造技術發展，例如金屬激光直接製造飛機上的鈦合金框睴結構件，框睴結構件長度可達6m，製作時間過長，如何實現多激光束同步製造，提高製造效率，保證同步增材組織之間的一致性和製造結合區域質量是發展的難點。

　　此外，為提高效率，增材製造與傳統切削製造結合，發展材料累加製造與材料去除製造複合製造技術方法也是發展的方向和關鍵技術。

　　以激光束、電子束、等離子或離子束為熱源，加熱材料使之結合、直接製造零件的方法，稱為高能束流快速製造，是增材製造領域的重要分支，在工業領域最為常見。

　　在航空航天工業的增材製造技術領域，金屬、非金屬或金屬基複合材料的高能束流快速製造是當前發展最快的研究方向。

　　經過20多年的發展，增材製造經歷了從萌芽到產業化、從原型展示到零件直接製造的過程，發展十分迅猛。美國專門從事增材製造技術咨詢服務的Wohlers協會在2012年度報告中，對各行業的應用情況進行了分析。在過去的幾年中，航空零件製造和醫學應用是增長最快的應用領域。2012年產能規模將增長25%至21.4億美元，2019年將達到60億美元。增材製造技術正處於發展期，具有旺盛的生命力，還在不斷發展；隨著技術發展，應用領域也將越來越廣泛。