GBT 35021-2018 增材制造 工艺分类及原材料

增材制造工艺分类及原材料研究

增材制造（Additive Manufacturing, AM），又称3D打印技术，是一种通过逐层堆积材料来构建三维物体的制造方法。近年来，随着技术的不断发展和标准化工作的推进，增材制造在工业领域的应用日益广泛。本文基于国家标准 GBT 35021-2018《增材制造 工艺分类及原材料》，对增材制造的工艺分类及其相关原材料进行深入分析。

增材制造工艺分类

根据 GBT 35021-2018 的定义，增材制造工艺主要分为以下几类：

• 粉末床熔融（Powder Bed Fusion）：包括激光选区熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等技术。这些工艺通过高能束（如激光或电子束）将粉末材料熔化并逐层成型。
• 材料喷射（Material Jetting）：利用喷头将液态材料逐层沉积并固化，形成最终产品。该工艺适合多材料打印和复杂结构制造。
• 粘结剂喷射（Binder Jetting）：通过喷射粘结剂将粉末材料粘结在一起，再经过后处理实现致密化。
• 材料挤出（Material Extrusion）：如熔融沉积建模（FDM），通过加热挤出材料并逐层堆积。
• 定向能量沉积（Directed Energy Deposition）：结合了焊接技术和增材制造的特点，适用于大型部件的快速修复与制造。
• 薄片层叠（Sheet Lamination）：通过切割、粘合等方式将薄片材料逐层堆叠成形。

增材制造原材料

增材制造的成功与否很大程度上依赖于原材料的质量和适用性。根据 GBT 35021-2018 的规定，增材制造常用的原材料主要包括：

• 金属材料：如不锈钢、铝合金、钛合金等。这些材料具有高强度、耐腐蚀性和良好的机械性能，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
• 聚合物材料：如PLA（聚乳酸）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）等。这些材料易于加工且成本较低，适合原型制作和功能性测试。
• 陶瓷材料：如氧化铝、氮化硅等。这类材料具有优异的耐高温、耐磨性能，适用于特殊环境下的零部件制造。
• 复合材料：由多种材料组合而成，兼具不同材料的优点。例如，碳纤维增强的聚合物复合材料，在轻量化设计中表现出色。

值得注意的是，原材料的选择不仅需要考虑其物理化学性质，还需要结合具体的增材制造工艺进行优化。例如，粉末床熔融工艺对金属粉末的粒径分布和流动性要求较高，而材料喷射工艺则更关注粘结剂的流动性和固化速度。

结论

增材制造作为一种革命性的制造技术，其工艺分类和原材料选择是确保产品质量和效率的关键因素。通过对 GBT 35021-2018 的深入解读，我们可以发现，增材制造技术正朝着多样化、智能化的方向发展，未来将在更多领域发挥重要作用。