1、大型零件增材制造加热构建平台的开发研究

大型零件增材制造加热构建平台的开发研究

1. 引言

随着新技术的出现，产品设计变得更加容易。市场上有大量的计算机辅助设计（CAD）软件包，这从整体上简化了设计过程，设计师们在新产品的设计和开发方面比以往进行了更多的尝试。在当今竞争激烈的制造业中，新产品开发的竞争迅速加剧，企业都希望尽早推出新产品。增材制造（AM）作为一种灵活且快速的制造工艺，因其诸多优势而被全球制造商广泛用于产品开发。

在过去的几十年里，增材制造（AM）作为发展最快的技术崭露头角，它以前被称为快速成型（RP），也被称为3D打印。AM能够高效地利用资源，在短时间内制造出零件。它可以制造复杂形状的零件，这使其在汽车、航空航天、生物医学、机器人、制造业、时尚和研究等应用领域越来越受欢迎。图1展示了AM在各个工业领域的应用。

1.1 增材制造

增材制造（AM）是一种直接从CAD模型制造3D零件的过程。它通过逐层添加材料来构建零件。与传统制造工艺相比，不需要特定的工具和夹具来制造零件。根据“ASTM F42 - 增材制造”标准，AM工艺可以根据不同的工作原理分为七类，即材料挤出、直接能量沉积、粉末床熔融、粘结剂喷射、光固化成型、材料喷射、薄片层压等，如图2所示。

在这些工艺中，基于材料挤出的AM工艺已发展成为一种可行且经济的制造技术。材料挤出主要由材料挤出工具和构建平台组成。材料挤出工具或构建平台通常在z方向上移动，以便将材料沉积在构建平台上先前沉积的层的顶部。制造完成后，零件需要进行一些后处理，这对于其功能使用至关重要。AM系统能够以合理的成本在最短的时间内制造出高质量的零件，这有助于在当前的制造业中与其他企业竞争。在过去的三十年里，制造业见证了新的制造工艺的发展，早期AM工艺