復(fù)合材料零件增材制造技術(shù)
目前，材料添加制造的主要目的是制造單一材料的零件，如單一的聚合物材料和單一的金屬材料，目前正向單一陶瓷材料發(fā)展。隨著零件性能要求的提高，復(fù)合材料或梯度材料零件已成為急需開發(fā)的產(chǎn)品。例如，今后需要鈦合金和CoCrMo合金的復(fù)合，不僅要保證人工關(guān)節(jié)具有良好的耐磨界面(CoCrMo合金保證)，而且要與骨組織(Ti合金)具有良好的生物相容性，這就要求人工關(guān)節(jié)具有復(fù)合結(jié)構(gòu)。由于增量制造中微單元的積累過程，每個積累單元可以通過不斷地改變材料來實現(xiàn)不同材料在一個零件中的組合，從而實現(xiàn)受控制造。

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今天，很多飛機部件都是3D打印的，當(dāng)然，保證這些部件的質(zhì)量是非常重要的。雖然添加劑制造具有巨大的潛力，但確保印刷質(zhì)量和了解如何達到預(yù)期的質(zhì)量是一個值得研究的領(lǐng)域。
模擬可以幫助這一點，模擬可以證明和模擬金屬激光熔煉的過程和價值。它不僅有助于減少故障，而且有助于提高零件的質(zhì)量，有助于縮短制造商的學(xué)習(xí)曲線。
你猜怎么著？你不必付這么昂貴的學(xué)費。“
許多制造商不知道如何考慮材料的特性以及這些特性如何影響最終產(chǎn)品或其加工性能。大多數(shù)時候，我們都能得到滿意的印刷效果，基于廠家的不斷嘗試，不斷“交學(xué)費”的結(jié)果。
模擬研究了粉末材料在激光燒結(jié)過程中的行為預(yù)測以及不同材料性能對產(chǎn)品性能的影響。
當(dāng)然，除了材料的特點外，在不同材料添加制造設(shè)備的細節(jié)上也有許多不同之處。建模和仿真的挑戰(zhàn)是捕捉特定制造商的獨特性。從質(zhì)量和認證的角度來看，仿真軟件需要與不同的設(shè)備協(xié)作，根據(jù)物理可量化的機器參數(shù)建立數(shù)據(jù)文件。其他因素，包括粉末后處理變體，也需要考慮性能的添加劑制造結(jié)果。
這帶來了模擬的復(fù)雜性。相對來說，實現(xiàn)材料添加制造建模所需的幾何形狀比較簡單，難點在于實現(xiàn)非常嚴格的性能標準，包括強度和疲勞性能，尤其是在航空航天領(lǐng)域。
仿真軟件本身也需要不斷優(yōu)化，這就需要整合整個增量制造生態(tài)系統(tǒng)。仿真軟件需要與機器制造商合作，以獲得設(shè)備物理參數(shù)的權(quán)利。需要與材料供應(yīng)商合作，確保材料的科學(xué)指標是正確的。它需要與測試專家合作，以確保它正在進行中。測試的部件是正確的；需要與用戶合作，以確保更多的預(yù)測與實際結(jié)果相匹配。根據(jù)所有材料、設(shè)備和產(chǎn)品的關(guān)鍵信息，預(yù)測如何改變材料、機器和模型。模擬的最終目標是讓人們不需要支付“學(xué)費”，把設(shè)備當(dāng)作測試產(chǎn)品。模擬的目的是為了避免浪費時間、金錢和錯誤。

材料加成制造有著廣闊的發(fā)展前景，但也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前*困難的問題是材料的物理化學(xué)性質(zhì)制約了其實現(xiàn)技術(shù)。例如，在成型材料中，目前主要是有機高分子材料和金屬材料。金屬材料的直接成形是近十年來的研究熱點。它逐漸在工業(yè)上得到應(yīng)用。難點在于如何提高精度。新的研究方向是通過添加材料制造技術(shù)，直接堆積軟組織材料(生物基質(zhì)材料和細胞)，形成類似生命的生物體，并通過體外和體內(nèi)培養(yǎng)制造復(fù)雜的組織和器官。關(guān)鍵技術(shù)的研究和開發(fā)將有力地推動材料添加技術(shù)的發(fā)展。