增材制造系統(tǒng)和用于構(gòu)件的增材制造的方法

一種用于構(gòu)件的增材制造的系統(tǒng)，包括粉末容器、構(gòu)造平臺、下降驅(qū)動(dòng)器和能量輸入設(shè)備，所述粉末容器被設(shè)計(jì)成接收作為待制造的構(gòu)件的起始材料的粉狀材料，構(gòu)造平臺安裝在粉末容器中并且安裝成圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對于粉末容器轉(zhuǎn)動(dòng)，下降驅(qū)動(dòng)器被設(shè)計(jì)成在粉末容器中遞進(jìn)地或連續(xù)地降低構(gòu)造平臺，能量輸入設(shè)備布置在粉末容器中的開口上方并且被設(shè)計(jì)成在所述材料的表面上進(jìn)行引入至粉末容器中的粉狀材料的局部選擇性地融化或硬化。構(gòu)造平臺可以相對于可轉(zhuǎn)動(dòng)底座的轉(zhuǎn)動(dòng)軸傾斜一斜角。2100433B

增材制造技術(shù)是指基于離散-堆積原理，由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)直接制造零件的科學(xué)技術(shù)體系?；诓煌姆诸愒瓌t和理解方式，增材制造技術(shù)還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱謂，其內(nèi)涵仍在不斷深化，外延也不斷擴(kuò)展，這里所說的“增材制造”與“快速成形”、“快速制造”意義相同。

工業(yè)化的LSF-V大型激光立體成形裝備所謂數(shù)字化增材制造技術(shù)就是一種三維實(shí)體快速自由成形制造新技術(shù)，它綜合了計(jì)算機(jī)的圖形處理、數(shù)字化信息和控制、激光技術(shù)、機(jī)電技術(shù)和材料技術(shù)等多項(xiàng)高技術(shù)的優(yōu)勢，學(xué)者們對其有多種描述。西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的黃衛(wèi)東教授稱這種新技術(shù)為“數(shù)字化增材制造”，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)宋天虎秘書長稱其為“增量化制造”，其實(shí)它就是不久前引起社會(huì)廣泛關(guān)注的“三維打印”技術(shù)的一種。西方媒體把這種實(shí)體自由成形制造技術(shù)譽(yù)為將帶來“第三次工業(yè)革命”的新技術(shù)。

關(guān)橋院士提出了“廣義”和“狹義”增材制造的概念（如圖1所示），“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術(shù)結(jié)合、分層累加材料的技術(shù)體系；而“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標(biāo)的大范疇技術(shù)群。如果按照加工材料的類型和方式分類，又可以分為金屬成形、非金屬成形、生物材料成形等（如圖1所示）。

3D打印技術(shù)正在成為發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)制造業(yè)回流、提升產(chǎn)業(yè)競爭力的重要載體。可以說，新一輪的全球制造業(yè)競爭，極有可能是3D打印與機(jī)器人等高端裝備的競爭。以3D打印為代表的數(shù)字化、智能化制造以及新型材料的應(yīng)用將重塑制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的關(guān)系，重塑國家和地區(qū)比較優(yōu)勢，重塑經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局，加快第三次工業(yè)革命的進(jìn)程。

作為一項(xiàng)正在發(fā)展中的制造技術(shù)，增材制造的成熟度還遠(yuǎn)不能同金屬切削、鑄、鍛、焊、粉末冶金等制造技術(shù)相比，還有大量研究工作需要進(jìn)行，包括激光成型專用合金體系、零件的組織與性能控制、應(yīng)力變形控制、缺陷的檢測與控制、先進(jìn)裝備的研發(fā)等，涉及到從科學(xué)基礎(chǔ)、工程化應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的質(zhì)量保證各個(gè)層次的研究工作。

我國在增材制造技術(shù)新設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用上投入不足，在許多方面落后于國外。相對于美歐國家，我們在新技術(shù)的開發(fā)上已顯落后，例如三維彩色打印技術(shù)缺少研究與開發(fā)。在應(yīng)用上，我們許多行業(yè)缺少后續(xù)技術(shù)研發(fā)，例如在快速制造的原型向模具和功能零件轉(zhuǎn)化方面沒有形成系統(tǒng)技術(shù)體系，企業(yè)沒有很好地將此技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品開發(fā)方面。

增材制造尤其適合于航空航天產(chǎn)品中的零部件單件小批量的制造，具有成本低和效率高的優(yōu)點(diǎn)。這體現(xiàn)出了增材制造在復(fù)雜曲面和結(jié)構(gòu)制造上的快速性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。國外快速成型技術(shù)在航空領(lǐng)域超過8%的應(yīng)用量，而我國的應(yīng)用量則非常低。

在國內(nèi)，一些3D打印設(shè)備制造企業(yè)都是各自為政，而且一些研究相關(guān)技術(shù)的高校及科研院所也是各自為政，這種松散型的行業(yè)關(guān)系，使得國內(nèi)的快速成型技術(shù)發(fā)展緩慢，很難與國外技術(shù)相抗衡。為此，專家建議政府部門和行業(yè)高度關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，并給予政策扶持。除了產(chǎn)業(yè)政策和資金支持外，希望可以組成行業(yè)聯(lián)盟。

專家建議，國家相關(guān)政府部門牽頭組織成立行業(yè)協(xié)會(huì)或技術(shù)聯(lián)盟之類的緊密型組織，整合國內(nèi)相關(guān)資源，發(fā)揮科研單位及生產(chǎn)制造企業(yè)的各自優(yōu)勢，揚(yáng)長補(bǔ)短，真正使國內(nèi)的增材制造技術(shù)趕超國外、3D打印設(shè)備制造水平得到提高，建設(shè)3D打印創(chuàng)業(yè)基地，建立3D打印中心，促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)集群集聚發(fā)展，使我國增材制造技術(shù)快速發(fā)展，以引領(lǐng)制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級。2100433B