增材制造技术.pdf

《先进制造技术》电子教案

授课章节3.1增材制造技术概述学时2

1、掌握增材制造技术的概念、原理
知识目标2、了解增材制造技术的分类
教3、了解增材制造技术的关键技术及发展
学
目能力目标能够用增材制造技术制造出所需的三维零件
标1、培养学生的学习兴趣，养成良好的学习习惯，提升自学能力

情感目标2、引导学生掌握正确的分析方法，养成解决生产实际问题的思维习惯
3、培养学生在分析、应用过程中的条理性、协调性和严谨性

教学重点增材制造技术的概念与原理

教学难点增材制造技术的关键技术

【第一环节】课程导入限时5分钟
1、组织教学考勤询问，鼓士气
2、回顾第2章
每个问题限时1分钟，可提问3名学生，
1）快速原形制造技术概述
待其回答完成后纠正错误，并就回答情况
2）先快速成形工艺
作简要评价
3）快速原形制造的应用
3、导入3.1增材制造技术概述限时2分钟
【第二环节】授课过程限时80分钟
1、增材制造技术的概念、原理与分类限时30分钟。为重、难点内容，引导学
生积极思考、理解、记忆，熟记增材制造
实施技术的概念和原理。
教学2、增材制造技术的关键技术限时30分钟。为重、难点内容，引导学
目标生积极思考、引深。
过程3、增材制造技术的应用与发展限时20分钟。引导学生积极思考、理解、
设计记忆。组织学生分组讨论其他领域的应
用。
【第三环节】归纳总结限时5分钟
1、课后小结
1）增材制造技术的概念、原理与分
限时4分钟。串讲本次授课重点难点内容；
类
简要评价本次授课学生的表现
2）增材制造技术的关键技术
3）增材制造技术的应用与发展
2、作业布置
1）预习3.23D打印技术、3.3发
限时1分钟
展与展望
2）增材制造技术的概念与原理
【第一环节】课程导入

1．快速原形制造技术概述
RPM技术就是20世纪后期起源于美国，并很快发展起来的一种先进制造技术，RPM技术是近20
年来制造技术领域的一次重大突破。
1892年，Blanther主张用分层方法制作三维地图模型。分层制造三维物体的思想雏形，可追溯
到4000年前，中国出土的鲁漆器，用黏结剂把丝、麻黏结起来铺敷在底胎上，待漆干后挖去底胎成
形。考古也发现古埃及人在公元前就已将木材切成板后重新铺叠翻成叠合材料，类似现代的胶合板。
1979年东京大学的川威雄教授，利用分层技术制造了金属冲裁模、成形模和注塑模。20世纪
70年代末到80年代初，美国3M公司的AlanJ．Hebert(1978年)、日本的小玉秀一(1980年)、美
国的Charlesw．Hull(1982年)和日本的丸谷洋二（1983年)，各自独立地首次提出了RP的概念，
即利用连续层的选区固化制作实体的新思想。而美国的Charlesw．Hull则完成了第一个RP系统—
—StereolithographyApparatus,并于1984年获得专利，这是RP发展的一个里程碑,随后许多快速
成形的概念、技术及相应的成形机才得以相继出现。
由于快速原形制造的计算机系统只有接受三维CAD模型后，才能进行切片处理。三维CAD模型
的获取方式：在PC机或图形工作站上用三维软件pro/E、UG、CATIA等设计；或将已有产品的二维
三视图转换成三维CAD模型，或用扫描机对已有的零件实样进行扫描。其具体处理过程为：
1）三维模型的近似处理
2）三维模型的切片处理
2．快速成形工艺
RP系统可分为两大类：基于激光或其他光源的成形技术如：立体光造型、叠层实体制造、选择
性激光烧结、形状沉积制造(ShapeDepositionManufacturing，SDM)等；基于喷射的成形技术如：
熔融沉积制造、三维印刷制造等。
3．快速原形制造的应用
快速成型技术除了应用于快速制造模具之外，还应用于军事、文物、考古、医学等领域。

【第二环节】授课内容

增材制造技术诞生于20世纪80年代后期的美国。一开始，增材制造技术的诞生源于模型快速
制作的需求，所以经常被称为“快速成型”技术。历经三十年日新月异的技术发展，增材制造已从
概念（沟通）模型快速成型发展到了覆盖产品设计、研发和制造的全部环节的一种先进制造技术，
已远非当初的快速成型技术可比。

3.1.1概述

1.概念
增材制造（即AdditiveManufacturing，简称AM）：一种与传统的材料“去除型”加工方法截然
相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模
型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。
增材制造的概念有“广义”和“狭义”之说。
“广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。而“狭
义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系。
2.原理与分类
基本原