增材制造系統(tǒng)和用于構件的增材制造的方法專利摘要

一種用于構件的增材制造的系統(tǒng)，包括粉末容器、構造平臺、下降驅動器和能量輸入設備，所述粉末容器被設計成接收作為待制造的構件的起始材料的粉狀材料，構造平臺安裝在粉末容器中并且安裝成圍繞轉動軸相對于粉末容器轉動，下降驅動器被設計成在粉末容器中遞進地或連續(xù)地降低構造平臺，能量輸入設備布置在粉末容器中的開口上方并且被設計成在所述材料的表面上進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。構造平臺可以相對于可轉動底座的轉動軸傾斜一斜角。2100433B

增材制造技術是指基于離散-堆積原理，由零件三維數據驅動直接制造零件的科學技術體系?；诓煌姆诸愒瓌t和理解方式，增材制造技術還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱謂，其內涵仍在不斷深化，外延也不斷擴展，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字化增材制造技術就是一種三維實體快速自由成形制造新技術，它綜合了計算機的圖形處理、數字化信息和控制、激光技術、機電技術和材料技術等多項高技術的優(yōu)勢，學者們對其有多種描述。西北工業(yè)大學凝固技術國家重點實驗室的黃衛(wèi)東教授稱這種新技術為“數字化增材制造”，中國機械工程學會宋天虎秘書長稱其為“增量化制造”，其實它就是不久前引起社會廣泛關注的“三維打印”技術的一種。西方媒體把這種實體自由成形制造技術譽為將帶來“第三次工業(yè)革命”的新技術。

關橋院士提出了“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技術結合、分層累加材料的技術體系；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的大范疇技術群。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打印技術正在成為發(fā)達國家實現制造業(yè)回流、提升產業(yè)競爭力的重要載體?？梢哉f，新一輪的全球制造業(yè)競爭，極有可能是3D打印與機器人等高端裝備的競爭。以3D打印為代表的數字化、智能化制造以及新型材料的應用將重塑制造業(yè)和服務業(yè)的關系，重塑國家和地區(qū)比較優(yōu)勢，重塑經濟發(fā)展格局，加快第三次工業(yè)革命的進程。

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

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

增材制造尤其適合于航空航天產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。這體現出了增材制造在復雜曲面和結構制造上的快速性和經濟性優(yōu)勢。國外快速成型技術在航空領域超過8%的應用量，而我國的應用量則非常低。

在國內，一些3D打印設備制造企業(yè)都是各自為政，而且一些研究相關技術的高校及科研院所也是各自為政，這種松散型的行業(yè)關系，使得國內的快速成型技術發(fā)展緩慢，很難與國外技術相抗衡。為此，專家建議政府部門和行業(yè)高度關注新技術的發(fā)展，并給予政策扶持。除了產業(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，國家相關政府部門牽頭組織成立行業(yè)協(xié)會或技術聯(lián)盟之類的緊密型組織，整合國內相關資源，發(fā)揮科研單位及生產制造企業(yè)的各自優(yōu)勢，揚長補短，真正使國內的增材制造技術趕超國外、3D打印設備制造水平得到提高，建設3D打印創(chuàng)業(yè)基地，建立3D打印中心，促進3D打印產業(yè)集群集聚發(fā)展，使我國增材制造技術快速發(fā)展，以引領制造業(yè)加快轉型升級。2100433B