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超聲波3D打印
超聲波3D打印概述
很多3D打印愛好者可能會對金屬3D打印技術(shù)，比如選擇性激光熔化(SLM)或者直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)等，至少有個基本的了解。但是有一種特殊的金屬3D打印技術(shù)知道的身就不多了，那就是超聲波增材制造(UAM)技術(shù)。2011年，來自美國俄亥俄州的3D打印公司Fabrisonic在這一領(lǐng)域處于前列地位，該技術(shù)主要通過超聲波來實現(xiàn)金屬箔層的融合。Fabrisonic公司控制的9項涵蓋了UAM工藝的各個方面。
據(jù)天工社了解，UAM的出現(xiàn)實際上早于這家只有4年歷史的公司，早在1999年Dawn White就發(fā)明了這項技術(shù)并申請了相應(yīng)的證書。不過隨后White經(jīng)過多次轉(zhuǎn)手，到如今Fabrisonic成了UAM技術(shù)的擁有者。這種固態(tài)3D打印技術(shù)可以實現(xiàn)具有密度的真正冶金結(jié)合，并可以用于多種金屬材料，比如鋁、銅、不銹鋼、鈦等等。
使用這種3D打印技術(shù)，F(xiàn)abrisonic可以用一系列連續(xù)的金屬箔帶生成實體對象，從而制造出金屬零部件。它的基本過程類似于3D打印方法，都是先通過CAD模型來構(gòu)造一個詳細的3D對象，然后通過一系列的機械操作將其打造出來。首先，操作人員需要將基板固定在機器的砧座上，然后將箔帶拉到焊接角的下方，由后者向下施加壓力，與此同時，一組超聲波換能器將特殊的超聲波震動也施加到這些金屬箔片上。
在機械壓力和超聲波力的作用下，該箔片會跟構(gòu)建板貼合在一起。該機器會重復(fù)這一過程，直到整個區(qū)域都被多層金屬鉑覆蓋，之后再用CNC銑床用來除去過量箔和實現(xiàn)該層所希望的形狀。這種超聲波焊接、銑的過程會重復(fù)進行，先在每層一條條地排列箔帶，然后再在垂直方向上一層層堆疊，直到完成完整的3D對象。每層之間箔帶的排列必需錯開以使接縫不止于重疊，這就消除了結(jié)構(gòu)中的任何潛在弱點。
超聲波3D打印原理
超聲波發(fā)生器將交流電轉(zhuǎn)換成超聲頻的正弦電振蕩信號，換能器將電振蕩信號轉(zhuǎn)換成超聲頻機械振動，變幅桿將換能器的縱向振動放大后傳遞給工件，從而實現(xiàn)超聲振動加工。
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