這種快速原型制造的方法,應(yīng)該說這是大家都知道的3D打印,這應(yīng)該是1986年MIT發(fā)明的方法,叫3D打印;竟に嚢ü饷魳渲鹊群芏喾椒,3D打印就是這么回事,用噴墨打印機(jī)把膠水打出來,一烤干,建一個(gè)厚度,鋪一層粉末,如何打印就可以反復(fù)打一個(gè)東西出來,這是鋪紙工藝,這里就不講了,剛才顏教授介紹了這個(gè)造型,清華大學(xué)做得非常好。然后,這個(gè)就是選擇性激光燒結(jié),3D打印完全被它取代,它的精度是比較高的。
第二類,就是高性能金屬構(gòu)建的直接制造,這個(gè)事情發(fā)展相對比較萬,上世紀(jì)90年代。用的手段是一樣的,主要用高功率的激光束或者是高功率的電子束對粉末絲材進(jìn)行熔化,往上堆積,應(yīng)該說這是它的一個(gè)主要方法。到現(xiàn)在為止,可能大家見到的都是做小的居多,做大的難度還會非常大,后面我還會講講個(gè)人觀點(diǎn),這可能是增材制造發(fā)展的方向,也是一個(gè)難點(diǎn)。
這是國外做的一些情況,關(guān)于在金屬零件這塊做得很多,要做到這個(gè)程度難度非常大,這個(gè)也可以看出來,表面并不是能達(dá)到真正的精度。像這個(gè)雖然說表面很光,但是離傳統(tǒng)的加工還有很大的差別。這是密歇根大學(xué)做的梯度材料,這是熱縮冷展的結(jié)構(gòu),這是所謂空心的結(jié)構(gòu)。
下面我就講一下我認(rèn)為真正的方向,就是高性能難加工的金屬大型復(fù)雜構(gòu)建激光直接制造,我覺得這可能也是一個(gè)方向。這個(gè)方向剛才講了,就是用高功率的激光或者是高功率的電子束對材料進(jìn)行熔化,展現(xiàn)出一個(gè)毛坯。當(dāng)然,它有很多優(yōu)勢,從典型的數(shù)字化技術(shù)得到一個(gè)成型的零件,而這些零件用傳統(tǒng)的方法做很困難,例如這么一個(gè)零件,用傳統(tǒng)方法做,從鑄錠到制坯到模具非常困難。用增材制造方法做有很多好處,組織很細(xì),力學(xué)性能很好,可以實(shí)現(xiàn)多材料去做。制造技術(shù)上有很多優(yōu)勢,不再需要模具、不再需要工裝等等,有很多優(yōu)點(diǎn)。從這個(gè)意義上來說,我覺得確實(shí)是一種數(shù)字化的帶有變革性的,短流程、低成本的數(shù)字化制造技術(shù)。這種技術(shù)是一個(gè)發(fā)展方向,我覺得它也是增材制造的發(fā)展方向。到現(xiàn)在為止像鈦合金這種技術(shù)還沒有取得突破,難在哪個(gè)?熱應(yīng)力太大,凝固會收縮,體積收縮就帶來非常大的應(yīng)力。最終結(jié)果就是熱應(yīng)力太大,要做大零件就非常困難。