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微鑄鍛銑復合超短流程制造 版權信息
- ISBN：9787030641465
- 條形碼：9787030641465 ; 978-7-03-064146-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
微鑄鍛銑復合超短流程制造 內容簡介
傳統機械制造業一直采用鑄造-鍛造-焊接-熱處理-銑削多工序分步加工模式，流程長、成本高、污染重！段㈣T鍛銑復合超短流程制造》系統介紹微鑄鍛銑復合制造技術的原理、工藝、組織性能調控、質量檢測與控制及應用！段㈣T鍛銑復合超短流程制造》共8章。第1章介紹微鑄鍛銑復合制造的特點、原理、分類、發展歷程等；第2章介紹微鑄鍛銑復合制造工藝所涉及的基本理論，包括傳熱傳質過程、快速凝固過程、路徑規劃、塑性成形過程以及復合過程等；第3章介紹各類典型材料微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能；第4章介紹微鑄鍛復合制造多尺度數值模擬；第5章探討提高成形精度的具體方法和措施；第6章介紹微鑄鍛銑復合制造過程缺陷檢測方法和評價體系；第7章介紹微鑄鍛銑復合制造的智能并行制造控制系統的原理、架構及制造裝備；第8章介紹微鑄鍛銑復合制造技術在船舶海工、模具、航空航天、汽車、核能動力等領域的應用情況。
微鑄鍛銑復合超短流程制造 目錄
目錄
“21世紀先進制造技術叢書”序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 金屬零件制造技術發展歷程 1
1.2 金屬增材制造技術發展歷程 2
1.2.1 國外金屬增材制造技術發展歷程 2
1.2.2 國內金屬增材制造技術發展歷程 4
1.3 金屬增材制造技術及其特點 5
1.4 創形創質并行金屬復合增材制造技術 7
1.5 金屬復合增材制造技術分類及特點 8
1.5.1 基于機械加工的復合增材制造技術 8
1.5.2 基于激光輔助的復合增材制造技術 10
1.5.3 基于噴丸的復合增材制造技術 11
1.5.4 基于軋制的復合增材制造技術 13
1.6 金屬微鑄鍛銑復合超短流程智能制造技術 14
1.6.1 技術背景 14
1.6.2 技術原理 15
1.6.3 技術創新 15
1.6.4 技術優勢 16
參考文獻 16
第2章 微鑄鍛銑復合制造理論基礎 19
2.1 微鑄鍛銑復合制造的基本原理 19
2.2 高能束傳熱傳質過程 22
2.2.1 電弧焊熱-應力分析模型的發展 22
2.2.2 焊接熔池流體模擬技術 23
2.2.3 電弧傳熱和傳質過程 25
2.3 快速凝固過程 33
2.3.1 快速凝固過程與材料特性 33
2.3.2 快速凝固過程的熱力學 34
2.3.3 快速凝固的組織與性能 35
2.4 微鑄鍛復合制造的平面路徑規劃 36
2.4.1 分層切片及軌跡規劃 36
2.4.2 平行骨架的等距偏移軌跡規劃 38
2.5 基于曲面分層的軌跡規劃 55
2.5.1 基于柱面或錐面的分層與軌跡規劃 58
2.5.2 基于體素距離場的曲面分層與軌跡規劃 62
2.6 塑性成形過程 67
2.6.1 軋制結構模型 68
2.6.2 微鑄鍛銑復合制造中的過程有限元模型 71
2.7 微鑄鍛銑復合過程 74
2.7.1 無潤滑干銑削 74
2.7.2 微鑄鍛銑復合制造中的銑削過程 79
2.8 后熱處理過程 81
2.8.1 后熱處理過程對材料組織的控制 82
2.8.2 后熱處理過程對材料性能的控制 84
參考文獻 89
第3章 微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 97
3.1 貝氏體鋼微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 98
3.1.1 貝氏體鋼微鑄鍛銑復合制造工藝 98
3.1.2 工件微觀組織形態 99
3.1.3 工件力學性能 101
3.2 45鋼微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 102
3.2.1 45鋼微鑄鍛銑復合制造工藝 103
3.2.2 工件微觀組織及其演變 104
3.2.3 工件力學性能 105
3.3 AerMet100鋼微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 107
3.3.1 AerMet100鋼微鑄鍛銑復合制造工藝 107
3.3.2 工件微觀組織及其演變 109
3.3.3 工件力學性能與斷口 111
3.4 鎳基高溫合金微鑄鍛復合制造工藝及組織性能 114
3.4.1 鎳基高溫合金微鑄鍛增材成形工藝 115
3.4.2 工件微觀組織及其演變 115
3.4.3 工件力學性能 120
3.5 鈦合金微鑄鍛復合制造工藝及組織性能 122
3.5.1 鈦合金微鑄鍛復合制造工藝 122
3.5.2 工件微觀組織及其演變 126
3.5.3 工件力學性能與斷口 131
3.5.4 工件熱處理工藝 139
3.6 鋁合金微鑄鍛復合制造工藝及組織性能 143
3.6.1 鋁合金微鑄鍛復合制造工藝 144
3.6.2 工件微觀組織及其演變 148
3.6.3 工件力學性能與斷口 152
3.6.4 工件熱處理工藝 157
參考文獻 158
第4章 微鑄鍛復合制造多尺度數值模擬 160
4.1 多能場數值模擬 160
4.1.1 多能場模擬基礎問題 161
4.1.2 電弧-軋制多能場模擬 162
4.1.3 電弧-電磁多能場模擬 169
4.2 混相流成形過程的計算機模擬 175
4.2.1 熔池流體數學模型 175
4.2.2 電磁-流體耦合和數據傳遞 183
4.2.3 電弧熔積熔池仿真結果 184
4.3 梯度功能材料零部件多尺度設計 188
4.3.1 雙數據驅動的復雜FGM建模 188
4.3.2 雙數據模型驅動的復雜FGM軌跡規劃 193
4.3.3 數據結構與實現 195
4.4 成形過程的多尺度耦合計算機模擬 196
4.4.1 基本模型與算法 197
4.4.2 電磁-熱-應力耦合分析 200
4.5 理想多相材料零件創形創質并行設計 208
4.5.1 創形創質并行制造原理 208
4.5.2 多控制特征FGM模型 209
4.5.3 基于全局約束圖的多控制特征FGM建模 211
參考文獻 214
第5章 微鑄鍛銑復合制造精度控制 221
5.1 等離子弧/電弧微鑄鍛銑復合制造的誤差產生原因 221
5.2 微鑄鍛復合制造CAD/CAM數據處理誤差分析 222
5.2.1 模型表面三角網格化引起的零件形狀誤差 222
5.2.2 分層制造的原理性臺階誤差 223
5.2.3 分層切片引起的誤差 224
5.3 微鑄鍛復合制造設備誤差分析 230
5.3.1 影響等離子體束掃描精度的因素 230
5.3.2 軋輥軋制階段誤差分析 232
5.4 微鑄鍛銑復合制造工藝誤差分析 232
5.4.1 熔積成形階段工藝參數對精度的影響 233
5.4.2 等材階段工藝參數對成形精度的影響 236
5.4.3 減材階段工藝參數對成形精度的影響 237
參考文獻 240
第6章 微鑄鍛銑復合制造質量檢測與控制 242
6.1 常用無損檢測技術及原理 242
6.1.1 超聲檢測 242
6.1.2 渦流檢測 245
6.1.3 射線檢測 247
6.1.4 激光視覺無損檢測 250
6.1.5 紅外熱成像無損檢測 252
6.2 零件質量在線監控系統 253
6.2.1 缺陷在線檢測系統總體設計 254
6.2.2 高溫環境下缺陷在線檢測系統模塊設計 255
6.3 工件表面形貌及整體形狀尺寸的檢測與控制 257
6.3.1 工件表面形貌及整體形狀尺寸的檢測系統設計 258
6.3.2 工件表面及整體形狀尺寸調控技術 259
6.4 微鑄鍛復合制造過程應力檢測與調控 261
6.4.1 應力檢測與調控系統 261
6.4.2 激光超聲應力檢測模塊設計 262
6.5 微鑄鍛銑復合制造設備狀態監控與診斷 263
6.5.1 監控數據類型 263
6.5.2 監測系統應用架構設計 265
6.5.3 基于數據庫的互聯網診斷模塊設計 265
參考文獻 267
第7章 微鑄鍛銑復合超短流程綠色智能制造 269
7.1 增材制造過程的智能優化 269
7.1.1 智能優化技術的優勢 269
7.1.2 增材制造過程中的智能優化 270
7.2 增材制造過程虛擬現實系統 272
7.3 微鑄鍛銑復合智能制造系統 274
7.3.1 PDM/PLM/ERP系統 274
7.3.2 柔性智能制造系統 276
7.4 微鑄鍛銑復合智能制造裝備 280
7.4.1 微鑄鍛銑復合智能制造功能單元 281
7.4.2 微鑄鍛銑復合智能制造控制系統 282
7.4.3 微鑄鍛銑復合智能制造裝備集成 290
參考文獻 295
第8章 微鑄鍛銑復合制造技術的應用與展望 298
8.1 微鑄鍛銑復合制造技術的應用 298
8.2 微鑄鍛銑復合制造技術的展望 303
8.2.1 船舶海工領域 303
8.2.2 模具領域 309
8.2.3 航空航天領域 312
8.2.4 汽車領域 314
8.2.5 核能動力領域 315
8.2.6 其他領域 318
8.3 微鑄鍛銑噴涂復合控形控性技術 320
參考文獻 322
“21世紀先進制造技術叢書”序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 金屬零件制造技術發展歷程 1
1.2 金屬增材制造技術發展歷程 2
1.2.1 國外金屬增材制造技術發展歷程 2
1.2.2 國內金屬增材制造技術發展歷程 4
1.3 金屬增材制造技術及其特點 5
1.4 創形創質并行金屬復合增材制造技術 7
1.5 金屬復合增材制造技術分類及特點 8
1.5.1 基于機械加工的復合增材制造技術 8
1.5.2 基于激光輔助的復合增材制造技術 10
1.5.3 基于噴丸的復合增材制造技術 11
1.5.4 基于軋制的復合增材制造技術 13
1.6 金屬微鑄鍛銑復合超短流程智能制造技術 14
1.6.1 技術背景 14
1.6.2 技術原理 15
1.6.3 技術創新 15
1.6.4 技術優勢 16
參考文獻 16
第2章 微鑄鍛銑復合制造理論基礎 19
2.1 微鑄鍛銑復合制造的基本原理 19
2.2 高能束傳熱傳質過程 22
2.2.1 電弧焊熱-應力分析模型的發展 22
2.2.2 焊接熔池流體模擬技術 23
2.2.3 電弧傳熱和傳質過程 25
2.3 快速凝固過程 33
2.3.1 快速凝固過程與材料特性 33
2.3.2 快速凝固過程的熱力學 34
2.3.3 快速凝固的組織與性能 35
2.4 微鑄鍛復合制造的平面路徑規劃 36
2.4.1 分層切片及軌跡規劃 36
2.4.2 平行骨架的等距偏移軌跡規劃 38
2.5 基于曲面分層的軌跡規劃 55
2.5.1 基于柱面或錐面的分層與軌跡規劃 58
2.5.2 基于體素距離場的曲面分層與軌跡規劃 62
2.6 塑性成形過程 67
2.6.1 軋制結構模型 68
2.6.2 微鑄鍛銑復合制造中的過程有限元模型 71
2.7 微鑄鍛銑復合過程 74
2.7.1 無潤滑干銑削 74
2.7.2 微鑄鍛銑復合制造中的銑削過程 79
2.8 后熱處理過程 81
2.8.1 后熱處理過程對材料組織的控制 82
2.8.2 后熱處理過程對材料性能的控制 84
參考文獻 89
第3章 微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 97
3.1 貝氏體鋼微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 98
3.1.1 貝氏體鋼微鑄鍛銑復合制造工藝 98
3.1.2 工件微觀組織形態 99
3.1.3 工件力學性能 101
3.2 45鋼微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 102
3.2.1 45鋼微鑄鍛銑復合制造工藝 103
3.2.2 工件微觀組織及其演變 104
3.2.3 工件力學性能 105
3.3 AerMet100鋼微鑄鍛銑復合制造工藝及組織性能 107
3.3.1 AerMet100鋼微鑄鍛銑復合制造工藝 107
3.3.2 工件微觀組織及其演變 109
3.3.3 工件力學性能與斷口 111
3.4 鎳基高溫合金微鑄鍛復合制造工藝及組織性能 114
3.4.1 鎳基高溫合金微鑄鍛增材成形工藝 115
3.4.2 工件微觀組織及其演變 115
3.4.3 工件力學性能 120
3.5 鈦合金微鑄鍛復合制造工藝及組織性能 122
3.5.1 鈦合金微鑄鍛復合制造工藝 122
3.5.2 工件微觀組織及其演變 126
3.5.3 工件力學性能與斷口 131
3.5.4 工件熱處理工藝 139
3.6 鋁合金微鑄鍛復合制造工藝及組織性能 143
3.6.1 鋁合金微鑄鍛復合制造工藝 144
3.6.2 工件微觀組織及其演變 148
3.6.3 工件力學性能與斷口 152
3.6.4 工件熱處理工藝 157
參考文獻 158
第4章 微鑄鍛復合制造多尺度數值模擬 160
4.1 多能場數值模擬 160
4.1.1 多能場模擬基礎問題 161
4.1.2 電弧-軋制多能場模擬 162
4.1.3 電弧-電磁多能場模擬 169
4.2 混相流成形過程的計算機模擬 175
4.2.1 熔池流體數學模型 175
4.2.2 電磁-流體耦合和數據傳遞 183
4.2.3 電弧熔積熔池仿真結果 184
4.3 梯度功能材料零部件多尺度設計 188
4.3.1 雙數據驅動的復雜FGM建模 188
4.3.2 雙數據模型驅動的復雜FGM軌跡規劃 193
4.3.3 數據結構與實現 195
4.4 成形過程的多尺度耦合計算機模擬 196
4.4.1 基本模型與算法 197
4.4.2 電磁-熱-應力耦合分析 200
4.5 理想多相材料零件創形創質并行設計 208
4.5.1 創形創質并行制造原理 208
4.5.2 多控制特征FGM模型 209
4.5.3 基于全局約束圖的多控制特征FGM建模 211
參考文獻 214
第5章 微鑄鍛銑復合制造精度控制 221
5.1 等離子弧/電弧微鑄鍛銑復合制造的誤差產生原因 221
5.2 微鑄鍛復合制造CAD/CAM數據處理誤差分析 222
5.2.1 模型表面三角網格化引起的零件形狀誤差 222
5.2.2 分層制造的原理性臺階誤差 223
5.2.3 分層切片引起的誤差 224
5.3 微鑄鍛復合制造設備誤差分析 230
5.3.1 影響等離子體束掃描精度的因素 230
5.3.2 軋輥軋制階段誤差分析 232
5.4 微鑄鍛銑復合制造工藝誤差分析 232
5.4.1 熔積成形階段工藝參數對精度的影響 233
5.4.2 等材階段工藝參數對成形精度的影響 236
5.4.3 減材階段工藝參數對成形精度的影響 237
參考文獻 240
第6章 微鑄鍛銑復合制造質量檢測與控制 242
6.1 常用無損檢測技術及原理 242
6.1.1 超聲檢測 242
6.1.2 渦流檢測 245
6.1.3 射線檢測 247
6.1.4 激光視覺無損檢測 250
6.1.5 紅外熱成像無損檢測 252
6.2 零件質量在線監控系統 253
6.2.1 缺陷在線檢測系統總體設計 254
6.2.2 高溫環境下缺陷在線檢測系統模塊設計 255
6.3 工件表面形貌及整體形狀尺寸的檢測與控制 257
6.3.1 工件表面形貌及整體形狀尺寸的檢測系統設計 258
6.3.2 工件表面及整體形狀尺寸調控技術 259
6.4 微鑄鍛復合制造過程應力檢測與調控 261
6.4.1 應力檢測與調控系統 261
6.4.2 激光超聲應力檢測模塊設計 262
6.5 微鑄鍛銑復合制造設備狀態監控與診斷 263
6.5.1 監控數據類型 263
6.5.2 監測系統應用架構設計 265
6.5.3 基于數據庫的互聯網診斷模塊設計 265
參考文獻 267
第7章 微鑄鍛銑復合超短流程綠色智能制造 269
7.1 增材制造過程的智能優化 269
7.1.1 智能優化技術的優勢 269
7.1.2 增材制造過程中的智能優化 270
7.2 增材制造過程虛擬現實系統 272
7.3 微鑄鍛銑復合智能制造系統 274
7.3.1 PDM/PLM/ERP系統 274
7.3.2 柔性智能制造系統 276
7.4 微鑄鍛銑復合智能制造裝備 280
7.4.1 微鑄鍛銑復合智能制造功能單元 281
7.4.2 微鑄鍛銑復合智能制造控制系統 282
7.4.3 微鑄鍛銑復合智能制造裝備集成 290
參考文獻 295
第8章 微鑄鍛銑復合制造技術的應用與展望 298
8.1 微鑄鍛銑復合制造技術的應用 298
8.2 微鑄鍛銑復合制造技術的展望 303
8.2.1 船舶海工領域 303
8.2.2 模具領域 309
8.2.3 航空航天領域 312
8.2.4 汽車領域 314
8.2.5 核能動力領域 315
8.2.6 其他領域 318
8.3 微鑄鍛銑噴涂復合控形控性技術 320
參考文獻 322
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微鑄鍛銑復合超短流程制造 節選
第1章緒論 短流程化生產一直是工業界追求的綜合目標之一。**次工業革命以來，高性能鍛件的傳統制造一直需要鑄造、鍛造、焊接、熱處理、銑削等多道煩瑣工序完成，每道工序又包含若干小工序，需要多套設備、大量熟練技工合作制造完成，其特征是各工序分離，生產周期長，制造流程長，且必須使用鑄鍛機等重型裝備。工業化大規模生產以后，短流程制造成為研究熱點，生產效率得到逐步提高，高性能鍛件的生產周期相對縮短。常規機械產品在20世紀40年代之前工藝流程比較長，隨著技術的進步，人們對短流程化生產機械產品的探索一直沒有停止，50年代到80年代工藝流程逐步縮短，但基本工藝和技術路線沒有發生根本性改變。 金屬增材制造(additive manufacturing， AM)技術出現后，短流程制造呈現新的發展空間。增材制造技術是提升制造業創新能力的戰略重點之一，在國內外發展非常迅速。《中國制造2025》和德國的《工業4.0》等都把增材制造技術作為重要共性關鍵發展技術。金屬復合增材制造技術是在通用增材制造技術的基礎上，通過金屬逐層熔融堆積、原位輥軋或同位銑削復合，實現金屬構件無模成形的數字化制造技術，是金屬制造領域繼數控技術之后又一次重大變革(盧秉恒和李滌塵， 2013)。 1.1金屬零件制造技術發展歷程 人類社會進入新石器時代以后，金屬零件制造技術也逐步登上了歷史舞臺。*先出現的是金屬冶金和鑄造技術。考古發現，我國在6000多年前已出現黃銅冶煉技術，在4000多年前已有簡單的青銅工具，在3000多年前已用隕鐵制造兵器，在2500多年前的春秋時期已掌握生鐵冶煉技術，比歐洲要早1800多年。18世紀以后，隨著蒸汽革命的興起，鋼鐵產業和金屬零件制造成為產業革命的重要內容和物質基礎。19世紀以后，隨著現代平爐和轉爐煉鋼技術的出現，人類真正進入鋼鐵時代，金屬鍛造技術、焊接技術、切削加工技術、熱處理技術等應運而生。與此同時，銅、鉛、鋅、鋁、鎂、鈦等金屬零件相繼問世并得到應用。時至今日，金屬零件在工業生產和社會生活中占據很重要的地位，從方方面面影響人類社會的發展進程。 金屬加工是指人類對由金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料進行加工的生產活動。高性能結構復雜金屬零件的傳統制造一般包括如下工藝。 鑄造：指將熔融的金屬液澆注到與零件形狀相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后獲得預定形狀、尺寸和性能鑄件的工藝過程，包括砂型鑄造、熔模鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、連續鑄造、離心鑄造等方法。 塑性成形：指使金屬在外力(通常是壓力)作用下產生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸、組織和性能制品的一種金屬加工工藝，包括鍛造、軋制、擠壓、拉拔、彎曲、剪切等方法。金屬材料在外力作用下會產生應力和應變，當施加的力所產生的應力超過材料的彈性極限達到材料的塑性流動極限后再除去所施加的力，除占比很小的彈性變形部分消失外，會保留大部分不可逆的永久變形，即塑性變形，使物體的形狀尺寸發生改變，同時材料的內部組織和性能也發生變化。 焊接：指被焊工件通過加熱或加壓的方法，采用或不采用填充金屬，使被焊工件達到原子間結合而形成永久性連接的工藝過程，包括熔化焊、壓力焊、釬焊等。 熱處理：指將金屬或合金工件放在一定的介質中加熱到一定的溫度，并在此溫度中保持一定時間后又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的微觀組織結構來控制其性能的一種工藝。熱處理一般不改變工件形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的微觀組織或改變工件表面的化學成分來改善工件的力學性能。 切削加工：指從工件上去除多余材料從而使形狀、尺寸精度及表面質量等合乎要求的零件加工過程，包括車、銑、刨、磨、鉆等方法。 傳統金屬加工制造方法應用廣泛，優點突出，但對于生產大型復雜高性能金屬零件尚存在明顯的不足： (1)制造流程長，生產周期長。采用傳統加工工藝制造大型復雜高性能金屬零件需要鑄造、鍛造、焊接、熱處理、銑削等多工藝多工序才能完成，工序多且分散，需要多臺大型鑄鍛設備。 (2)成品率不高。傳統金屬加工制造方法生產大型復雜高性能鍛件的一次成功率一般難以超過50%。 (3)成本高，污染重。傳統金屬加工制造方法生產大型復雜高性能鍛件一般依賴昂貴的超大鍛機及模具，材耗、能耗高，污染重。 (4)產品適應性差。傳統金屬加工制造方法難以制造復雜/梯度材料零件，并且受制于鑄鍛設備的規格，產品尺寸受限。 1.2金屬增材制造技術發展歷程 1.2.1國外金屬增材制造技術發展歷程 1960年，法國Franois Willème申請了多照相機實體雕塑(photosculpture)的專利。日本東京大學生產技術研究所的中川威雄(Takeo Nakagawa)教授于1979年發明了疊層模型造型法，他使用該技術制作出實用的工具，如落料模、注塑模和成形模。日本名古屋市工業研究所的久田秀夫(Hideo Kodama)發明了利用大桶光敏聚合物成形的三維模型增材制造方法，1980年申請了與該技術有關的**項專利。1986年，Charles W. Hull成立了世界上**家3D打印設備公司——3D Systems公司，他研發了現在通用的3D數模STL數據文件格式。3D Systems公司在成立兩年后推出了世界上**臺基于立體光刻(stereolithography， SL)技術的工業級打印機SLA-250。1988年，Scott Crump發明了另一種更廉價的3D打印技術——熔融沉積成形(fused deposition modeling， FDM)技術，并于1989年成立了Stratasys公司。 1989年，美國得克薩斯大學奧斯汀分校的C. R. Dechard發明了激光選區燒結(selective laser sintering， SLS)工藝。SLS使用的材料很廣泛，理論上幾乎所有的粉末材料都可用于打印，如陶瓷、蠟、尼龍，甚至是金屬。 1991年，Helisys公司推出**臺分層實體制造(laminated object manufacturing， LOM)系統。 1992年，Stratasys公司推出了**臺基于FDM技術的工業級打印機。同年，DTM公司推出首臺SLS打印機。 1998年，Optomec公司成功開發出激光近凈成形(laser engineered net shaping， LENS)燒結技術。 2003年，EOS公司開發了直接金屬激光燒結(direct metal laser-sintering， DMLS)技術。 2005年，Z Corporation公司推出世界上**臺高精度彩色3D打印機Spectrum Z510，讓3D打印從此變得絢麗多彩。 2007年，3D打印服務創業公司Shapeways正式成立，該公司提供給用戶一個個性化產品定制的網絡平臺。 2008年，Objet Geometries公司推出其革命性的快速成形(rapid prototyping， RP)系統Connex500，它是有史以來**臺能夠同時使用幾種不同打印原料的3D打印機。 2013年5月，美國分布式防御組織發布全世界**款完全通過3D打印制造出的塑料手槍(除了撞針采用金屬)，并成功試射。同年11月，美國Solid Concepts公司制造了全球**款三維全金屬手槍，由33個17-4不銹鋼部件和625個鉻鎳鐵合金部件制成，并成功發射50發子彈。 2013年8月，美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration， NASA)測試3D打印的火箭部件，可承受2萬磅力①推力，并可耐6000℃的高溫。 2014年7月，美國南達科他州一家名為Flexible Robotic Environments(FRE)的公司公布了其開發的全功能制造設備VDK6000，兼具金屬增材制造、車削及3D掃描功能。 2015年2月，羅羅公司宣布計劃試飛大尺寸3D打印引擎部件，采用鈦合金前承重殼，包括飛機機翼，承重部分直徑達1.5m。 2017年1月，美國國防部公開展示3D打印無人機，從3架F/A-18大黃蜂戰機吊艙中釋放100多架305mm的無人機。美國國家航空航天局宣布已經試射了一臺由3D打印制造的火箭發動機。 2018年9月，法國空中客車(Airbus)公司采用增材制造技術對A350機艙門零件進行生產。 2019年1月，Spirit Aerosystems公司為波音787客機開發了增材制造的零件，該零件由Norsk Titaniun公司打印。 2020年11月，Relativity Space公司成功打印了高為3.3m的鋁合金火箭燃料箱，該零件采用多臺機器人協同完成。 至2021年8月，通用電氣公司已經為LEAP(前沿航空動力)航空發動機提供了超過10萬件3D打印燃油噴嘴，該噴嘴比傳統制造減重25%。 1.2.2國內金屬增材制造技術發展歷程 隨著世界上**家3D打印設備公司3D Systems的誕生，一批正在美國游學訪問的中國學者率先被吸引，回國后立刻啟動相關研發。清華大學顏永年教授便在其中，他被認為是中國增材制造技術的先驅人物之一，1988年建立清華大學激光快速成形中心，1994年成立國內**家金屬增材制造公司——北京殷華激光快速成形與模具技術有限公司，開展了由快速原型復制金屬模具的研究工作。 西安交通大學盧秉恒教授被視為國內金屬增材制造技術的另一位先驅人物，他1992年赴美做高級訪問學者，發現金屬增材制造技術在汽車制造業中的應用，回國后隨即轉向這一領域研究，1994年成立先進制造技術研究所。從軟件開發起步，進而試制紫外激光器，開發材料，形成一臺具有基本功能的樣機。 華中科技大學在該領域的起步緣于王運贛教授1990年在美國參觀訪問時接觸到了剛問世不久的快速成形機。1991年，在時任校長、著名機械制造專家黃樹槐的主持下，華中科技大學成立快速制造中心，研發基于紙材料的分層實體制造技術和快速成形設備。1994年，快速制造中心研制出國內**臺基于薄紙材的LOM樣機。 2000年前后，北京航空航天大學、清華大學、華中科技大學、西北工業大學、北京有色金屬研究總院、北京工業大學等，相繼開展了這方面的研究工作，總體思路是要同步實現金屬零件的自由快速精確成形和高強度控制目標。 從2001年開始，華中科技大學張海鷗教授團隊在多個國家自然科學基金項目和總裝預研基金項目的連續支持下，在國內率先提出并研究開發了基于等離子弧/電弧增材成形、同步鍛壓和同工位銑削復合的智能微鑄鍛銑技術。該技術變革了國內外鑄鍛分離的傳統制造模式，通過“鑄鍛復合、邊鑄邊鍛”得到超細等軸晶鍛件，顛覆了國內外認為3D打印不能直接制造鍛件的傳統認知，開辟了國際領先的短流程、單機輕載、省材節能、高效低成本的綠色制造新模式。采用自主研發的智能鑄鍛銑復合制造設備，研制了現有技術難以得到的無織構12級均勻超細等軸晶鈦合金、高溫合金、超高強鋼等典型航空部件，疲勞性能全面超過傳統鍛件。該技術為我國獨*的制造技術，已獲中國和美國發明專利授權，先后獲得第45屆日內瓦國際發明展金獎和第19屆英國發明展雙金獎。 北京航空航天大學王華明教授團隊瞄準大型飛機、航空發動機等國家重大戰略需求，在國際上首次全面突破相關關鍵構件激光成形工藝、成套裝備和應用關鍵技術，使得中國成為世界上**個掌握大型整體鈦合金關鍵構件激光成形技術并成功實現裝機工程應用的國家。 2012年10月，中國3D打印技術產業聯盟在北京成立，北京航空航天大學王華明教授被推舉為首任理事長，清華大學顏永年
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