更深入了解3D打印，依照国际、国家标准，重新梳理增材制造技术路线(2)

时间：2022-12-08 10:53 来源：格智学院作者：admin 阅读：次

原理图来源：国标GB/T35021-2018增材制造工艺分类及原材料
英文名称：Powder Bed Fusion
英文缩写：PBF
中文名称：粉末床熔融
技术定义（ISO）：Additive manufacturing process in which thermal energy sselectively fuses regions of a powder bed.
技术定义（GB/T）：通过热能选择性地熔化/烧结粉末床区域的增材制造工艺。
技术细分（ISO）：
PBF-LB：能量源为激光
PBF-EB：能量源为电子束
PBF-IrL：能量源为红外光
归属此类的常见增材技术（俗称）：SLM, SLF, EBSM, EBM, SLS等

△该视频为PBF常见增材技术的一种-SLM

Sheet Lamination（SHL）薄材叠层

原理图来源：国标GB/T35021-2018增材制造工艺分类及原材料
英文名称：Sheet Lamination
英文缩写：SHL
中文名称：薄材叠层
技术定义（ISO）：Additive manufacturing process in which sheets of material are bonded to form a part.
技术定义（GB/T）：将薄层材料逐层粘结以形成实物的增材制造工艺。
技术细分（ISO）：
SHL-AJ：粘结剂粘结
SHL-UC：超声波固结
归属此类的常见增材技术（俗称）：LOM, UAM等

△该视频为SHL常见增材技术的一种-LOM

VAT photopolymerization（VPP）立体光固化

原理图来源：国标GB/T35021-2018增材制造工艺分类及原材料
英文名称：VAT photopolymerization
英文缩写：VPP
中文名称：立体光固化
技术定义（ISO）：Additive manufacturing process in which liquid photopolymer in a vat is sselectively cured by light-activated polymerization.
技术定义（GB/T）：通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺。
技术细分（ISO）：
VPP-UVL：紫外激光束曝光固化
VPP-UVM：通过选择性地透过掩模照射紫外线进行固化
VPP-LED：通过发光二极管的光曝光进行固化
归属此类的常见增材技术（俗称）：SLA, MJP, TPP, VAM, DLP, CLIP, LCD等

△该视频为VPP常见增材技术的一种-SLA

金属增材技术路线及成熟度

从标准中对增材制造技术分类的定义来看，7大类增材制造技术是从技术原理层面进行区分，并没有明确的划分金属或非金属增材技术。那么，适用于金属的增材技术路线有哪些呢？

下图是基于Ampower出版的金属增材技术路线图，对常见的金属增材技术路线依据标准中的分类进行了标注。我们不难发现，事实上，7大类增材制造技术均可用于金属材料增材，而其中以属于PBF和DED两类的技术路线最多。

“技术就绪指数”(Technology Readiness Level，缩写“TRL”)，也称为“技术备便水平”，是一种衡量技术发展 (包括材料、零件、设备等) 成熟度的指标，与1970-1980年代被NASA发展起来，后来被推广到美国国防部、美国能源部、欧洲航天局等美国联邦政府的机构及国际公司所使用。TRL评估等级分9个等级，9级代表技术最成熟，而6级则是代表进入航空航天领域应用的准入门槛。在NASA工程师发表的相关文献中指出，PBF-LB已达到TRL9，而PBF-EB, DED-LB, DED-EB, DED-Arc等技术成熟度均已达到TRL6或以上。

Ampower也开发了一个基于两个指数的模型来表征增材制造技术的成熟度。其中，技术成熟度指数评估了工艺能力、系统可靠性和可用性，并实施了质量控制措施；工业化指数评估已安装的系统基础、供应链、材料可用性、公众知识和研究以及每种技术的标准化。每个类别都根据其具体重要性进行加权。通常，技术成熟度首先增加，工业化随之而来。基于Ampower发布的2022金属增材成熟度指数，我们也可以看出，在金属增材的技术中，目前最成熟的是PBF和DED技术，均达到了工业化应用的程度。而从当前的市场规模数据来看，也印证了这一结论，2021年全球金属增材设备销售额达到9.9亿欧元，其中PBF已实现大规模工业应用占总份额83.8%，DED也已进入工业化应用占9.1%。

主流金属增材技术对比
为了更深入的了解金属增材技术原理、应用场景、优势与局限性，等等，英尼格玛将综合权威文献中的研究内容，对成熟度最高的PBF-LB, PBF-EB, DED-LB,DED-EB, DED-Arc五种金属增材技术路线从增材尺寸、效率、适用材料、零件复杂度、精度、成本、性能、后处理、技术成熟度等维度进行对比，以期为金属增材制造设计和工艺选择提供参考依据。

(责任编辑：admin)

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