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情报分析师 第58期

CTEX情报分析师 第58期

目录 1.增材制造技术概述 ........................................................................................................................ 3 2.增材制造产业链分析 .................................................................................................................... 6 2.1 上游产业 ............................................................................................................................ 6 2.2中游产业 ............................................................................................................................. 6 2.3下游产业 ............................................................................................................................. 7 3.我国增材制造产业发展现状 ........................................................................................................ 8 3.1产业发展初具规模 ..................................................................................................... 8 3.2工艺技术不断突破 ..................................................................................................... 8 3.3高校院所拥有一批高水平研发团队 ......................................................................................... 9 3.4.主要应用于先进制造相关领域 ............................................................................................... 10 3.4.1航空航天领域 ................................................................................................................ 10 3.4.2汽车领域 ........................................................................................................................ 11 3.4.3船舶领域 ........................................................................................................................ 11 3.4.4表面修复领域 ................................................................................................................ 12 3.4.5生物医疗领域 ................................................................................................................ 12 3.4.6文化创意领域 ................................................................................................................ 13 4.我国增材制造产业发展面临的主要问题 .................................................................................. 14 4.1材料方面 ........................................................................................................................... 14 4.2知识产权方面 ................................................................................................................... 14 4.3行业标准方面 ................................................................................................................... 15 4.4安全方面 ........................................................................................................................... 15 4.5尺寸方面 ........................................................................................................................... 15 5.我国增材制造产业发展趋势 ...................................................................................................... 16 5.1研发生产增材制造专用材料 ........................................................................................... 16 5.2提高增材制造工艺技术 ................................................................................................... 16 5.3研制增材制造装备及核心器件 ....................................................................................... 17 5.4建立和完善产业标准体系 ............................................................................................... 17 5.5应用示范成熟技术产品 ................................................................................................... 17 6.结语 ............................................................................................................................................. 17 CTEX情报分析师 第58期

我国增材制造产业发展现状、

问题和趋势分析

1.增材制造技术概述

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术是通过计算

机软件设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的

技术，相对于传统的材料去除(切削加工)技术，是一种“自下

而上”材料累加的制造方法。自20世纪80年代末增材制造技

术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”、“快速原型”、“分

层制造”、“实体自由制造”、“3D打印技术”。名称各异的叫

法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。

狭义的增材制造技术是指当前出现的3D打印技术或者

快速成型技术等。广义的增材制造技术，则以设计数据为基

础，将材料(包括液体、粉材、线材或块材等)自动化地累加

起来成为实体结构的制造方法。

增材制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，

利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任

意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难

以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩

短了加工周期。越是复杂结构的产品，其制造的速度优势越

显著。近年来，增材制造技术取得了快速的发展。增材制造

原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备。

根据3D打印所用材料的状态及成形方法，3D打印技术

可以分为熔融沉积成形、光固化立体成形、分层实体制造、CTEX情报分析师 第58期

电子束选区熔化、激光选区熔化、金属激光熔融沉积、电子

束熔丝沉积成形。现将目前增材制造技术不同分类的主要技

术原理和技术特点进行列表整理，如表1所示。 表1 增材制造技术的分类及特点 技术名称 技术原理 技术特点

1. 熔融沉积成形 Fused Deposition Modeling, FDM 以丝状的PLA、ABS等热塑性材料为原料，通过加工头的加热挤压，在计算机控制下逐层堆积，得到成形的立体零件。 最常见的3D打印技术，技术成熟度高，成本较低，可以进行彩色打印。

2. 光固化立体成形 Stereo Lithography Apparatus, SLA 利用紫外激光逐层扫描液态的光敏聚合物（如丙稀酸树脂、环氧树脂等），实现液态材料的固化，逐渐堆积成形。 可制作结构复杂的零件，零件精度及材料利用率高，缺点是可成形的材料种类少，工艺成本高。

3. 分层实体制造 Laminated Object Manufacturing, LOM 以薄片材料为原料，如纸、金属箔、塑料薄膜，在材料表面涂覆热熔胶，再根据每层截面形状进行切割粘贴，实现零件的立体成形。 速度较快，可以成形大尺寸的零件，但材料浪费严重，表面质量差。

4. 电子束选区熔化 Electron Beam Melting, EBM 在真空环境下以电子束为热源，以金属粉末为成形材料，通过不断在粉末床上铺展金属粉末然后用电子束扫描熔化，使一个个小的熔池相互熔合并凝固，这样不断进行形成一个完整的金属零件实体。 可成形出结构复杂、性能优良的金属零件，但成形尺寸受到粉末床和真空室的限制。

5. 激光选区熔化 Selective Laser Melting, SLM 该技术原理与电子束选区熔化成形技术相似，基于粉末床的铺粉成形技术，热源由电子束换成了激光束。 可成形出结构复杂、性能优异、表面质量良好的金属零件，但目前无法成形出大尺寸的零件。

6. 金属激光熔融沉积 Laster Direct Melting Deposition, LDMD 以激光束为热源，通过自动送粉装臵将金属粉末同步、精确的送入激光在成形表面上所形成熔池中。随着激光斑点的移动，粉末不断地送入熔池中熔化然后凝固，得到所需形状。 可成形大尺寸的金属零件，但是无法成形结构非常复杂的零件。