UAM超声波增材制造

今天为你带给的3D打印机技术是基于金属超声波焊的超声波增材生产(UltrasonicAdditiveManufacturing)，全称UAM。在金属3D打印机领域，粉床熔融成形（PBF）占有着半壁江山，而UAM技术所不具备的生产优势仍然无法被其他任何金属3D打印机技术所代替。

1.UAM技术发展历史超声波在工业生产领域的应用于蓬勃发展于上世纪40年代。作为机械能传送的形式之一，超声波早期主要用作对热塑性材料（PVC,ABS等）的成型与焊。

焊过程中热塑材料在成像能量起到下几乎熔融以填满焊缝。上世纪70年代开始超声波被应用于金属材料的工件、成型与焊。由于金属熔点广泛较高，大部分金属在焊过程中都几乎正处于固态状态，因此金属超声波焊又称作固态焊。然而在当时的焊技术中，焊界面仅限于点接触或线认识，面认识的金属超声波焊仍未问世。

随着80年代末3D打印机概念的蓬勃发展，基于面焊的超声波3D打印机应运而生。1999年，密西根大学教授DawnWhite将多年对超声波焊的研究成果转化成为专利，并正式成立公司SolidicaInc，致力于将超声波3D打印机技术商业化。2001年，Solidica公布第一代超声波3D打印机，当时机器还不能用作铝合金增材生产，但迅速随着技术的改版，尤其是大量高校以及科研院所用户的实验与研发，UAM生产材料被拓展至铜，镍，钛等几十种合金。

2004年，Solidica公布了其第二代打印机Formation。2007年，爱迪生焊研究所（EWI，一家致力于研发、测试和实行行业先进设备生产技术的非盈利性工程和技术的组织）和Solidica开始合作，研发了更高效率的超声波3D打印机材料。

而后2011年，EWI与Solidica合资创办了Fabrisonic并更进一步研发该技术，将改良的超声波增材生产工艺商业化，目前也是唯一一家用于该技术的公司。公司创始人兼任首席执行官MarkNorfolk毕业于俄亥俄州立大学，专业是焊工程，在创立公司之前就在EWI中领导研发UAM技术。现在的Fabrisonic公司就坐落于俄亥俄州而立大学校园内一个1.5万平方英尺的工厂里，并和大学进行合作。

▲MarkNorfolk如今，UAM的应用于呈现指数级发展，被普遍实验应用于埋覆传感器和增强或记忆合金纤维，生产金属恩复合材料（metalmatrixcomposite），生产分层功能材料（functionallylaminatedmaterials）等等。近期，美国Fabrisonic公司发售了以UAM技术为核心的工业级金属3D打印机：SonicLayer4000和7200。

这是一种将传统的减材与增材结合的技术，即使用超声波焊层层摆放的金属箔得出结论大体形状（3D打印机增材过程），然后用铣床切割成（传统减材过程），以获得最后零件。去年3月份，他们升级了UAM3D打印机，使其可以在普通平面3D打印机的基础上再行减少一个维度：在圆柱体表面展开3D打印机。也就是将金属层通过超声波增材生产工艺焊在圆柱体形状的零件表面。

这种工艺主要将应用于在为各种圆柱体零件、轴、管的外表面加到贵金属层或其他金属特征。最近几年Fabrisonic公司仍然在研发UAM3D打印机所必须的材料。

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