北京治疗白癜风到什么医院好 https://wapyyk.39.net/hospital/89ac7_map.html增材制造又称“3D打印”，是以计算机三维设计模型为蓝本，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相反的逐层叠加材料的方式，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。3D打印通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。作为制造业有代表性的颠覆性技术，3D打印将对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响。《国家增材制造产业发展推进计划（-年）》根据所用耗材和成形原理的差异，将主流的3D打印技术分为金属和非金属增材制造工艺两类，分别对应不同的打印原理和技术。金属3D打印工艺原理主要分为粉末床选区熔化和定向能量沉积两大类别，采用这两类工艺原理的金属3D打印技术都可以制造达到锻件标准的金属零件。其中粉末床选区熔化技术分为激光选区熔化（SLM）和电子束选区熔化（EBSM）两类；定向能量沉积又主要分为激光净成形技术（LENS）、电子束熔丝沉积技术（EBDM）和电弧增材制造技术（WAAM）三类。1.粉末床选区熔化技术粉末床选区熔化技术可以打印传统技术无法企及的极端复杂结构，特别是复杂的内腔结构，制作成品精度较高，主要应用于航天航空复杂构件、医疗植入体和随形冷却模具等对减重、高效换热、精确密度、模量匹配有较高要求的下游领域，适合小批量、定制化的生产特点。由于成品力学性能超过铸件，甚至部分零部件力学性能指标达到锻件要求，从而成为当今最广泛应用的金属3D打印技术。其主要缺点是打印效率较低，难以打印大尺寸（米级）零件、采用的超细球形金属粉成本较高等。（1）激光选区熔化（SLM）SLM（SelectiveLaserMelting）技术是采用激光依据设定参数有选择地分层熔化烧结固体金属粉末后成形。其工作原理为：先在工作平台上铺一层金属粉末材料，计算机将物体的三维数据转化为一层层截面2D数据并传输给打印机。激光束在计算机控制下按照截面形状对实体部分所在的粉末进行照射加热直至完全熔化后成形，继而形成一层固体零件截面层。当一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，再铺上一层粉末，进行下一层烧结；此过程逐层循环直至整个物体成形。SLM技术的代表公司为德国EOS公司、美国GE增材制造、德国SLMsolutions、铂力特等。据公司公告，SpaceX新一代DragonV2载人飞船SuperDraco引擎制造中采用了德国EOS设备通过SLM技术制造了冷却道、喷油嘴和节流阀等结构的复杂程度非常高的零件，其强度、韧性能够满足火箭引擎在极端的高温高压环境下工作。GE增材制造公司则采用SLM技术打印了超过3万个航空发动机燃油喷嘴，实际应用于LEAP系列发动机（包括我国C采用的LEAP-1C发动机），满足航空发动机减重、强度大、耐腐蚀和耐高温的要求，使用寿命也提高了4倍。（2）电子束选区熔化（EBSM）EBSM（ElectronBeamSelectiveMelting）技术的原理与SLM类似，与之不同的是EBSM是在真空环境中，以电子束作为输出热源。相比激光，电子束更容易获得，可以相应降低部分加工成本，同时真空的工作环境也可以有限保证钛合金和铝合金在内的很多活泼金属在加热过程中不易被氧化。2.定向能量沉积技术定向能量沉积技术是指利用聚焦热能熔化材料即熔即沉积的增材制造工艺，其与粉末床选区熔化技术在下游应用中形成互补的关系。采用定向能量沉积技术可使大功率激光器实现每小时公斤级的打印效率，打印尺寸范围较大，方便多材料打印，具有粉末床选区熔化技术难以实现的原位修复航空发动机叶片等高附加值零部件的功能，避免拆、装机等停工损失。其缺点是打印件结构复杂性较低，有较大的加工余量等，因此其与传统制造技术相比并不具有如同粉末床选区熔化技术那样在下游应用方面显著的不可替代性，目前技术成熟度与设备自动化程度不高。（1）激光近净成形技术（LENS）激光近净成形技术（LENS：LaserEngineeredNetShaping）最早由美国Sandia国家实验室提出并进行研究，该技术又称激光同步送粉技术或激光金属熔覆沉积技术（LMD：LaserMetalDeposition），铂力特实际控制人之一黄卫东将其命名为激光立体成形技术（LSF：LaserSolidForming）。本文参考《国家增材制造产业发展推进计划（-年）》，将其统称为激光近净成形技术（LENS）。LENS技术的原理是：聚焦激光束按照预先设定的路径进行移动，粉末喷嘴将金属粉末直接输送到激光光斑在固态基板上形成的熔池，使之由点到线、由线到面的顺序凝固，从而完成一个层截面的打印工作，这样层层叠加，制造出接近实体模型的零部件实体。（2）电子束熔丝沉积技术（EBDM）EBDM（ElectronBeamDirectManufacturing）技术是电子束焊接技术和快速成形思想结合的产物。在真空环境中，高能量密度的电子束轰击金属表面，在前一沉积层或基材上形成熔池，金属丝材受电子束加热熔化形成熔滴。随着工作台的移动，使熔滴沿着一定的路径逐滴沉积进入熔池，层层堆积，直至制造出金属零件。（3）电弧熔丝增材制造技术（WAAM）WAAM（WireArcAdditiveManufacture）技术是以熔化极惰性气体保护焊接（MIG）、钨极惰性气体保护焊接（TIG）以及等离子体焊接电源（PA）等焊机产生的电弧为热源，通过金属丝材的添加，在程序的控制下，按设定成形路径在基板上堆积层片至金属零件近净成形的方法。此方法用低成本的电弧取代激光和电子束作为熔化金属的热源，因此打印效率较高，成本低廉，可方便打印数米大小的零件，适合于激光熔覆技术难于制造的高反射性的铝合金。由于同弧焊技术的兼容性好，弧焊专业人员较容易掌握这项技术。这项技术成为当前大尺寸、高效率、低成本金属3D打印技术发展最快的方向，并且正在迅速进入规模化的工业应用。据WohlersReport，从到年3D打印市场受制于低性能和狭窄的应用领域，一直发展低迷。年，全球3D打印市场规模首次突破20亿美元，随后得益于3D打印机性能提升、应用范围拓展，3D打印进入快速发展阶段。据WohlersReport，全球增材制造产值（包括产品和服务）从年的22.8亿美元增长到年的.67亿美元，年均复合增速为26.73%。在金属3D打印产业方面，随着增材制造技术的逐渐成熟和成本的不断降低，市场需求和发展潜力较大，根据WohlersReport，-年金属3D打印设备销售量从台增长至台，年均复合增速41.79%。根据德勤发布的《科技、传媒和电信行业预测》报告，全球3D打印市场正从塑料打印转向金属打印。塑料适合用于制作原型和某些最终零件，但3D打印机应以价值万亿美元的金属零件制造市场为目标。据WohlersReport，从年地区增材制造设备装机量分布格局看，北美、亚太、欧洲为全球最主要市场，其中中国大陆装机量占比达10.8%，位于全球第二，略高于日本的9.3%，但大幅低于美国的34.4%。我国增材制造行业相对欧美国家起步较晚，目前仍存在产业化不足，高端金属材料紧缺等短板，但近年来行业呈现快速增长趋势。据中国增材制造产业联盟统计，-年，我国增材制造产业规模年均增速超过30%，到年，我国增材制造产业规模已超过亿元，35家联盟重点企业总产值达32.4亿元，比年的23.09亿元增加近10亿元，同比增长40.3%，高于全球增速近20个百分点。工信部等部门年印发的《增材制造产业发展行动计划（-年）》明确提出，到年，我国增材制造产业年销售收入预计超过亿元，年增速在30%以上。年，全球3D打印市场主要集中在北美、欧洲和亚太地区三个地区。全球增材制造产业已基本形成了美、欧等发达国家和地区主导，亚洲国家和地区后起追赶的发展态势。3D打印行业内部的竞争主要分为技术之间的竞争和公司之间的竞争。行业发展初期，各项技术独立发展，市场也相对独立。随着技术的发展，应用面扩大，不同技术之间开始竞争。当行业整合加剧，单一技术企业数量减少，技术间的竞争逐渐转变为少数拥有多项技术的企业之间的竞争。目前3D打印行业内部的竞争主要集中在设备厂商之间，这些设备厂商同时也提供3D打印的相关服务。据WohlersReport，年度，从3D打印设备（包括金属和非金属）的市场份额来看，Stratasys、Markforged和3DSystems位居前三名，均为美国制造商。其中，Stratasys的市场份额同比年下降2.6pct，但仍达到16.6%，连续18年保持市场占有率第一，年装机量台，较年台有所减少。亚太区排名前三的制造商分别是中国大陆先临三维、韩国Carima和中国台湾的XYZprinting，市场份额分别为2%、1.9%、1.4%。另外，其他单位的占比从年的30.3%上升到34.3%，这表明有更多的公司进入到这个领域。我国增材制造技术在上世纪90年代初起步阶段就得到科技部计划和计划支持，总体科研和技术非常接近世界先进水平，其中金属高性能增材制造技术处于世界先进水平。目前，国内在金属增材领域建树较多的有西安铂力特、江苏永年激光、湖南华曙高科；在科研单位方面，国内金属增材领域领航团队有华南理工大学杨永强教授团队（广州雷佳增材科技有限公司）和北京航空航天大学王华明院士团队（北京煜鼎增材制造研究院有限公司）。年，从企业数量上看，中国3D打印企业主要聚集在华东地区，占全国的42.4%。中南、华北、西南等地区也有优秀企业集聚，分别占23.8%、13.9%和8.4%。华东地区的3D打印知名企业包括湖南华曙高科、杭州先临三维、上海光韵达等。从产业规模上看，华东地区也领先全国，占比37.2%，中南地区紧随其后，占比32.6%。
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