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金屬增材制造，為生產(chǎn)復(fù)雜的零件提供了可能性。 幾年前不可能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的組件，現(xiàn)在卻可以使用金屬粉末高標(biāo)準(zhǔn)制造。 增材制造已不再僅僅是一種初級(jí)工藝，而是用于生產(chǎn)一系列多運(yùn)用領(lǐng)域的組件。 增材制造，也稱為3D打印，是一種可以從一種材料（無論是聚合物還是金屬）逐層生產(chǎn)三維零件的技術(shù)。 該方法依賴于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)文件傳輸?shù)綑C(jī)器，然后利用機(jī)器構(gòu)建組件?！霸霾闹圃臁焙?jiǎn)介概述了用于加工金屬零件的許多關(guān)鍵技術(shù)，并介紹了當(dāng)前的行業(yè)狀況。

金屬增材制造提供了無與倫比的設(shè)計(jì)自由度，能夠用多種材料制造零件。 這是用于由不銹鋼粉末制成的空中客車A380的優(yōu)化支架的原型，后面帶有傳統(tǒng)支架（由EADS提供）

增材制造的背景

增材制造在零件生產(chǎn)中具有許多優(yōu)勢(shì)，提供了無與倫比的設(shè)計(jì)自由度，能夠用多種材料制造單個(gè)或多個(gè)零部件。

該方法被認(rèn)為是添加過程，而不是去除材料層的減法過程，例如銑削。通常用于描述該過程的其他術(shù)語包括3D打印，添加制作，自由成型制作，起泡和添加層制造。早期的增材制造工藝起始于1980年代中期，是加快產(chǎn)品開發(fā)速度的解決方案。

當(dāng)時(shí)，這種做法被稱為“快速原型制作”，因?yàn)樵撓敕▽?shí)際上是為了生成三維模型以便檢查形狀，配合和功能。1987年3D Systems開始商業(yè)化塑料加工技術(shù)，稱為立體光刻（SL），為設(shè)計(jì)師和工程師提供了全新的可能性，并為快速增長(zhǎng)的“短壽命”產(chǎn)品市場(chǎng)提供了支持。

該工藝基本上使用激光固化了對(duì)紫外線敏感的液態(tài)聚合物薄層，并且是世界上第一個(gè)可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的AM系統(tǒng)。

在1990年代初期，其他基于聚合物的增材制造技術(shù)開始商業(yè)化，包括Stratasys的熔融沉積（FDM），Cubital的Solid Ground Curing（SGC）和Helisys的層壓制品制造（LOM）。這時(shí)還引入了DTM的選擇性激光燒結(jié)（SLS），該工藝使用激光熔合粉末材料。

EOS于2013年推出了最新的金屬增材制造機(jī)器。EOSINT M400使用1 kW激光（由EOS提供）

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基于金屬的增材制造工藝于1990年代開發(fā)，并在不久后投放市場(chǎng)。此時(shí)，幾家公司推出了用于激光燒結(jié)方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠直接生產(chǎn)金屬零件，為直接多階段生產(chǎn)工藝提供了替代方案。

1994年，EOS展示了基于直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)的原型EOSINT M160機(jī)床。1995年，公司推出了EOSINT M250，從而可以快速生產(chǎn)金屬工具。這些系統(tǒng)可以通過燒結(jié)粉末來制造金屬零件，但是在許多情況下，由于結(jié)合了低熔點(diǎn)材料（例如，銅基材料），材料的機(jī)械特性與復(fù)合材料相比具有比金屬合金更好的性能使用高強(qiáng)度材料（例如，不銹鋼或工具鋼）。

1998年，Optomec基于在美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的技術(shù)，將其激光工程凈成形（LENS）金屬粉末系統(tǒng)商業(yè)化。?1999年，德國(guó)公司R?ders開始銷售其在德國(guó)弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所開發(fā)的技術(shù)為基礎(chǔ)的可控金屬堆積（CMB）機(jī)器。同樣在1999年，ExtrudeHone推出了ProMetal快速模具系統(tǒng)RTS-300，這是MIT生產(chǎn)金屬零件和模具的工藝的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。與在金屬注射成型（MIM）工藝的原料制備中使用聚合物和蠟類似，該系統(tǒng)能夠在粉末床上印刷粘合劑，粘合金屬顆粒并產(chǎn)生“生坯”，隨后必須進(jìn)行“生坯”加工。脫脂，燒結(jié)并滲透，以獲得完全致密的材料。

2002年，Precision Optical Manufacturing開始銷售其直接金屬沉積（DMD）激光熔覆系統(tǒng)，該工藝使用金屬粉末生產(chǎn)和維修零件。

AM系統(tǒng)的不斷發(fā)展使一步就能制造出所需材料制成的可用零件?，F(xiàn)在可以制造幾乎100％密集的功能設(shè)計(jì)。 隨著時(shí)間的流逝，這些系統(tǒng)變得更加可靠和高效，而適用材料的范圍也大大增加。