67、增材制造：工业应用与发展历程

增材制造：工业应用与发展历程

1. 增材制造在其他系统中的应用

尽管人们尽可能推动增材制造（AM）用于直接数字制造，但仍有许多产品受益于大规模生产工艺。不过，增材制造在这些场景中仍能发挥作用。除了注塑成型和熔模铸造这两个应用最为广泛的领域外，还有许多增材制造的应用方式被考虑。以下是增材制造帮助解决制造问题的一些其他示例。

1.1 真空成型工具

真空成型常用于包装行业，通过将塑料平板加工成所需的塑料部件。常见的例子如用于展示消费品的透明泡罩包装，还有像塑料安全帽这类产品的外壳部件也会用到。成型后，通常会切除成型塑料周围多余的材料。
当塑料平板放置在带有孔洞的工具上时，会施加热量和真空，通过孔洞抽出空气，使塑料平板贴合工具的形状。如果需要小批量的塑料成型部件，可以使用聚合物增材制造技术来制造工具。确定真空孔的位置很简单，并且可以在制造过程中直接完成。由于热量并非直接作用于工具，且压力和其他作用力也不高，因此可以使用增材制造中常用的聚合物材料，如 ABS 或尼龙。生产用的真空成型工具也可以通过金属激光粉末床熔融（PBF）工艺轻松制造，但与聚合物材料相比，这种方法需要更多的时间和成本。

1.2 纸浆成型工具

使用纸浆成型技术来制作包装正变得越来越流行。纸浆由回收纸张制成，因此更加环保。而且成型过程也很可持续，因为它主要是通过挤出纸浆中的多余水分来成型，不需要消耗太多能量。同样，如果是小批量的包装生产，增材制造可用于制造成型工具。采用蜂窝填充结构可以快速制造工具，减少制造时间、减轻重量并降低材料成本。此外，还可以在工具中设计一些结构来方便多余水分的排出。

1.3 复合材料制造的模板

碳纤维