增材制造試題答案(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1. 增材制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1） 自由成型制造；（2） 制造過程快速；（3） 添加式和數(shù)字化驅(qū)動成型方式；（4） 突出的經(jīng)濟(jì)效益；（5） 廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。2. 增材制造技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀1 歐美發(fā)達(dá)國家紛紛制定了發(fā)展和推動增材制造技術(shù)的國家戰(zhàn)略和規(guī)劃，增材制造技術(shù)已受到政府、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)和媒體的廣泛關(guān)注。2 德國建立了直接制造研究中心，法國增材制造的專項協(xié)會致力于增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究。西班牙啟動了一項發(fā)展增材制造技術(shù)的專項，研究內(nèi)容包括增材制造共性技術(shù)、材料、技術(shù)交流及商業(yè)模式等四方面內(nèi)容。澳大利亞、日本等國已經(jīng)開始將其運(yùn)用到航空領(lǐng)域，制造精密零件。對于

2、公司而言：以快速成型技術(shù)為主的增材制造設(shè)備已發(fā)展20多年，大量的增材制造裝備的知名企業(yè)快速發(fā)展，其中以3D Systems 公司為代表，發(fā)展的SLA、SLS及3DP裝備都備受關(guān)注。美國Stratasys公司率先推出FDM裝備，推廣Dssignjet 3D 和Dssignjet Color 3D 兩款產(chǎn)品。除了以上具有代表性的外，還有LENS裝備生產(chǎn)商、SLM裝備生產(chǎn)商英國MIT公司等等。國內(nèi)：我國增材制造技術(shù)研究已經(jīng)經(jīng)歷20多年，以華科、西安交大、清華等大學(xué)為代表的科研院所開展了多項技術(shù)研究，其中涉及航空、汽車、生物、電子等各個行業(yè)。西安交大：從1993年開始發(fā)展SLA技術(shù)研究，到現(xiàn)在已經(jīng)有了

3、成套的技術(shù)設(shè)備華科：開展LOM技術(shù)，以及SLSSLM技術(shù)，并且已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)的成套設(shè)備，且已經(jīng)投入到市場使用。清華大學(xué)跟西北工大已經(jīng)研究多系列低成本FDM裝備，并投入使用。并已經(jīng)廣泛使用到了航空領(lǐng)域，制造精密的成型技術(shù)。經(jīng)過多年研究，我國增材制造技術(shù)得到飛快發(fā)展，精度等到極大提高。3. 增材制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。（1） 從快速原型與翻模制造向零部件直接制造轉(zhuǎn)變（2） 學(xué)科交叉融合，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大（3） 裝備向零部件直接制造和專業(yè)化方向發(fā)展（4） 增材制造裝備從高端型走向普及型（5） 成型材料開發(fā)及其系列化、標(biāo)準(zhǔn)化4. 增材制造技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)（1） 進(jìn)度控制技術(shù)；（2） 高效制造技術(shù)；（3） 復(fù)

4、合材料零件增材制造技術(shù)。5. 增材制造技術(shù)面臨的倫理安全問題。（1） 增材制造技術(shù)制造槍支。通過互聯(lián)網(wǎng)下載槍支設(shè)計數(shù)據(jù)，借助增材成型工藝制造出來；（2） 增材成型技術(shù)克隆人體器官。6. 箔材粘結(jié)工藝的原理它由計算機(jī)、原材料存儲及送進(jìn)機(jī)構(gòu)、熱粘壓機(jī)構(gòu)、切割系統(tǒng)（激光或切刀）、可升降工作臺、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)架等組成。計算機(jī)用于接收和存儲工件的三維模型，沿模型的高度方向提取一系列的橫截面輪廓線，發(fā)出控制指令。原材料存儲及送進(jìn)機(jī)構(gòu)將存于其中的原材料（如底面有熱熔膠和添加劑的紙或塑料薄膜）逐步送至工作臺的上方。熱粘壓機(jī)構(gòu)將一層層材料粘接在一起。切割系統(tǒng)按照計算機(jī)提取的橫截面輪廓線，逐一在工作臺上方的材料上切

5、割出輪廓線，并將無輪廓區(qū)切割成小方網(wǎng)格以便在成型之后能剔除廢料。網(wǎng)格的大小根據(jù)被成型件的形狀復(fù)雜程度選定，網(wǎng)格越小，越容易剔除廢料，但切割網(wǎng)格花費(fèi)的時間較長，否則反之。可升降工作臺支撐成型的工件，并在每層成型之后，降低一個材料厚度（通常為0.1-0.2mm），以便送進(jìn)、粘合和切割新的一層材料。數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行計算機(jī)發(fā)出的指令，控制材料的送進(jìn)，然后棧和、切割，最終形成三維工作原件。7. 紙材粘結(jié)工藝（16頁）紙材粘接工藝過程大致分為前處理、疊層和后處理三個主要階段。前處理過程：（1）CAD模型及STL文件；（2）三維模型的切片處理； 分層疊加過程： （1）紙材粘接工藝參數(shù)（2）原型制造過程 1）基底

6、制作 2）原型制作后處理過程：（1）余料去除 將成型過程中產(chǎn)生的廢料、支撐結(jié)構(gòu)與工件分離（2）后置處理 使原型表面狀況或機(jī)械強(qiáng)度等方面完全滿足最終需要，保證其尺寸穩(wěn)定性及進(jìn)度等方面的要求。8. 塑料薄膜粘結(jié)工藝的優(yōu)點(diǎn)。（1） 制作的制品精度較高且較為耐用；（2） 系統(tǒng)操作簡單；（3） 適于室內(nèi)辦公室環(huán)境使用；（4） 設(shè)備穩(wěn)定耐用，維護(hù)成本低；（5） 成本低廉。9. 光固化快速成型工藝（SLA）的基本原理、主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)基本原理：液槽中盛滿光敏樹脂，氦-鎘激光器或氬離子激光器發(fā)出的紫外激光束，在控制系統(tǒng)的的控制下按零件的各分層截面信息在光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反

7、應(yīng)而固化，形成零件的一個薄層。一層固化完畢后，工作臺下移一個層厚的距離，以使在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后進(jìn)行下一層的掃描加工，新固化的一層牢固地粘接在前一層上，如此重復(fù)直至整個零件制造完畢，得到一個三維實(shí)體原型。當(dāng)實(shí)體原型完成后，首先將實(shí)體取出，并將多余的樹脂排凈；之后去掉支撐，進(jìn)行清洗，然后再將實(shí)體原型放在紫外激光下整體后固化優(yōu)點(diǎn);（1）成型過程自動化程度高。（2）尺寸精度高。（3）優(yōu)良的表面質(zhì)量。（4）可以制作結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、尺寸比較精細(xì)的模型。（5）可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)的消失型。（6）制作的原型可以一定程度地替代塑料

8、件。缺點(diǎn)：（1）成型過程中伴隨著物理和化學(xué)變化，制件較易彎曲，需要支撐，否則會引起制件變形（2）液態(tài)樹脂固化后的性能尚不如常用的工業(yè)塑料，一般較脆，易斷裂。（3）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)費(fèi)用較高（4）使用的材料較少（5）液態(tài)樹脂有一定的氣味和毒性,并且需要避光保存（6）有時需要二次固化。10. 光掩膜法成型技術(shù)基本原理：同SLA一樣，該系統(tǒng)同樣利用紫外線來固化光敏樹脂，但光源和具體的工藝方法與SLA不同，曝光是采用光學(xué)掩模技術(shù)，電子成像系統(tǒng)先在一塊特殊玻璃上通過曝光和高壓充電過程產(chǎn)生與截面形狀一致的靜電潛像，并吸附上碳粉形成截面形狀的負(fù)像，接著以此為“底片”，用強(qiáng)紫外線燈對涂覆的一層光敏樹脂同時進(jìn)行曝光

9、固化，把多余的樹脂吸附走以后，用石蠟填充截面中的空隙部分，接著用銑刀把這個截面修平，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下一個截面的固化優(yōu)點(diǎn)：（1）不需要設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)（2）零件的成型速度不受復(fù)雜程度的影響，只與體積有關(guān)（3）精度高（4）最適合制作多件原型，制作過程中可以隨意選擇不同零件的制作次序（5）模型內(nèi)應(yīng)力小、變形小，適合制作大型件（6）制作過程中如發(fā)現(xiàn)錯誤，可以把錯誤層銑掉，重新制作此層缺點(diǎn)：（1）樹脂與石蠟的浪費(fèi)比較大，且工序復(fù)雜（2）設(shè)備占地大，噪聲大，維護(hù)費(fèi)用昂貴（3）可選材料少，使用材料有毒，且需密封避光保存（4）制作過程中，感光過度會使樹脂材料失效（5）后處理過程需要除蠟11. 熔融沉積成型工藝的特

10、點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1 由于采用了熱熔擠壓頭的專利技術(shù)，使整個系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡單，維護(hù)成本低，系統(tǒng)運(yùn)行安全。2 可以使用無毒的原材料，設(shè)備系統(tǒng)可在辦公環(huán)境中安裝使用。3 有蠟成型的零件原型，可以直接用于熔模鑄造。4 可以成型任意復(fù)雜程度的零件，常用于成型具有很復(fù)雜的內(nèi)腔、孔等零件。5 原材料在成型過程中無化學(xué)變化，制件的翹曲變形下。6 原材料利用率高，且材料壽命長。7 支撐去除簡單，無需化學(xué)清洗，分離容易。8 可直接制作彩色原型。缺點(diǎn)：1 成型件的表面有較明顯的條紋。2 沿成型軸垂直方向的強(qiáng)度比較弱。3 需要設(shè)計與制作支撐結(jié)構(gòu)。4 需要對整個截面進(jìn)行掃描涂覆，成型時間較長。5 原材料價格昂貴。12.

11、新型熔融沉積快速成型工藝(FDM)設(shè)備采用了雙噴頭，這樣做的好處雙噴頭優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省材料成本和提高沉積效率，還可以靈活地選擇具有特殊性能的支撐材料，以便于后處理過程中支撐材料的去除13. SLS、SLA；兩者有什么異同？ SLS工藝是利用粉末材料（金屬粉末或非金屬粉末）在激光照射下燒結(jié)的原理，在計算機(jī)控制下層層堆積成型。SLS的原理與SLA十分相像，主要分別在于所使用的材料及其形狀不同。SLA所用的材料是液態(tài)的紫外線光敏可凝固樹脂，而SLS則使用粉狀的材料。14. 粉末激光燒結(jié)工藝的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1 可采用多種材料2 可制造多種原型3 高精度4 無需支撐結(jié)構(gòu)5 材料利用率高缺點(diǎn):1 表面粗糙2 燒結(jié)過

12、程揮發(fā)異味氣體3有時需要比較復(fù)雜的輔助工藝。15. 三維噴涂粘結(jié)快速成型工藝對粉末材料的基本要求有哪些？對粉末材料基本要求：1 顆粒小，尺度均勻。 2 流動性好，確保供粉系統(tǒng)不堵賽。 3 熔滴噴射沖擊時不產(chǎn)生凹坑、濺散和空洞等。 4 與粘接劑作用后固化迅速。16. 激光束、電子束、離子束和高壓水射流等高能量密度的束流，通常具有哪些常規(guī)加工方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)？高能束優(yōu)點(diǎn)： 1 能量密度極高，可以實(shí)現(xiàn)厚板的深穿透加工、焊接和切割，一次可焊透 300mm厚的鋼板 2 可聚焦成極細(xì)的束流，達(dá)到微米級的焦點(diǎn)，用于制造微孔結(jié)構(gòu)和精密刻蝕。 3 可超高高速掃描（速度達(dá)900m/s），實(shí)現(xiàn)超高速加熱和超高速冷卻（冷卻速度達(dá)到104/s），可以進(jìn)行材料表面改性和非晶體態(tài)化，實(shí)現(xiàn)新型超細(xì)、超薄、超純材料的合成和金屬基復(fù)合材料的制備。4 能量密度可在很大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，束流受控偏轉(zhuǎn)柔性好，可進(jìn)行全方位加工。 5 適合于金屬、非金屬材料加工，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高精度、高效率和高經(jīng)濟(jì)性加工。17. 高能束熔覆技術(shù)高能束流加工技術(shù)是利用激光束、電子束、離子束和高壓水射流等高能量密度的束流（其中