三维打印技术在粉末材料快速成形中的研究现状评述赵火平.pdf

论坛 FORUM 三维打印技术在粉末材料快速 成形中的研究现状评述 Review of Research Status for Three-Dimensional Printing Technology in Rapid Prototyping of Powder Material 华中科技大学材料科学与工程学院　　赵火平　樊自田　叶春生 基于微喷射的三维打印快速成形技术，集 CAD/ CAM、数据处理、材料科学、微滴喷射和数控等多种技 术于一体，是当前较成熟的快速成形技术之一。 成形的主要工艺有基于激光技术的 料科学、微滴喷射和数控等多种技术 选择性激光烧结（SLS）和基于微喷 于一体，是当前较成熟的快速成形 射粘结技术的三维打印（3DP）。这 技术之一。目前，3DP 技术按喷射材 2 种工艺都无需专用夹具、工具或模 料可分为光固化材料 3DP、粘结材料 具，可将虚拟的三维模型快速转变为 3DP、熔融材料 3DP[4] 。光固化材料 三维实体，与传统的粉末冶金技术相 3DP 由于本身的成形特性，通过喷射 赵火平 比，具有设计制造一体化、成形过程 光固化材料后利用紫外灯进行固化， 华中科技大学博士研究生，主要从 事基于三维打印技术的快速铸造工艺、 高度柔性化和快速化、劳动强度低、 采用这种技术成形的制件精度很高， 材料及装备研究。 操作简便等优势。而 3DP 技术用喷 但它成形金属或陶瓷零件的难度较 头代替激光器，它与当前应用较广泛 大；熔融材料 3DP 是通过直接喷射 的 SLS 技术相比，设备投资小、运行 熔融的成形材料，不仅对成形设备及 自 20 世纪 80 年代中后期基于 成本低、寿命长、维护简单、环境适应 喷头的要求高，而且难以选择支撑材 分层制造思想的快速成形（RP）技 性好 [1-3] 。因此，3DP 技术在新产品 料；粘结材料 3DP 工艺在材料的适 术出现以来，零件或模具的直接快速 的开发和小批量生产以及快速铸造 应性和工艺的操作性等方面要优于 精密制造已成为加工制造业的重要 等方面具有更好的发展前景。 以上 2 种成形工艺。 发展方向之一；而随着粉体制备技 基于微喷射粘结的 3DP 工艺的 术的不断提高，许多粉末材料已商品 三维打印快速成形 成形原理为：将制件的 CAD 三维模 化，成本也逐渐降低，采用粉末材料 工艺原理 型根据工艺要求进行离散分层得到 直接成形零件或模具已成为当前的 基于微喷射的三维打印快速成 一系列的层片，按照这些层片的轮 研究热点。目前，用于粉末材料快速 形技术，集 CAD/CAM、数据处理、材 廓信息，铺粉装置逐层铺粉，且喷头 · 42 航空制造技术 2011 年第 9 期 Rapid Prototyping Technology 快速成形技术 喷射粘结剂微滴选择性地固化一层