没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
可持续运营和计算机2(2021)573D打印对环境的影响:基于文献的研究Mohd Shuaiba,Abid Haleema,Sanjay Kumarb,Mohd Javaida,a印度新德里Jamia Millia Islamia机械工程系,邮编:110025b印度新德里Akhilesh Das Gupta理工学院机械工程系,邮编:110053aRT i cL e i nf o保留字:3D打印增材制造(AM)增材制造技术:环境影响持续性a b sTR a cT增材制造(AM)技术用于通过输入快速制造物理部件一个三维计算机辅助设计系统。3D打印代表了增材制造的技术组成部分。在这里,一个部件是通过逐层沉积材料来构建的,直到它的整个部分都被制造出来。3D打印制造的许多优点都体现了对传统制造方法的需求,所有这些都是在工艺,材料和环境方面。3D打印通过生产复杂性质的设计来挑战减材制造的制造能力。它允许工程师在设计组件时有创造性的自由,随着制造时间的减少而快速测试它们,并帮助使用先进和传统的材料。传统制造对环境有不利影响,因此必须转向AM等替代品。有些人说它对环境的危害较小。这项研究旨在了解转向增材制造技术的可持续性。本文回顾了3D打印对环境的影响,并根据关键的相关参数将其与现有的制造方法进行了比较。考虑的重要参数是整个过程该研究将有助于研究人员确定AM打印技术的可持续性1. 介绍增材制造(AM)技术被部署用于通过根据3D实体模型逐层添加选定的材料来构建不同的复杂形状。在增材制造中,不需要切削工具、冷却剂、紧固件和其他辅助资源,但使用非常复杂的工艺。在快速成型过程中,一组技术可以使用三维计算机辅助数字设计数据快速制造物理部件或组件的比例模型。在这项技术的帮助下,产品或组件可以按需制造或定制。3D打印(3DP)打开了生产具有复杂几何形状的部件的可能性,这些部件难以使用材料去除工艺制造[72与对产品设计施加许多约束的传统制造流程不同,增材制造增加了制造业的灵活性(消除约束),并增加了制造产品,以优化精益生产设计[1,63]。自20世纪90年代初以来,人们一直非常关注生物降解过程,旨在最大限度地减少其对环境的有害影响。将资源收获率保持在再生率范围内以及将工业废物保持在生态系统可以处理的水平上已经变得至关重要但是,没有具体的量化指标,该方法可以很容易地判断不同制造过程对环境的影响[8,62]。能耗分析及其对制造过程环境的影响可能是耗时且具有挑战性的。根据工业生态学原理,环境影响评价可采用生命周期分析(LCA)和环境影响评价(EIA)两种方法。这些技术对创造可持续环境产生了积极影响[28生命周期评价是指对环境影响的生命周期评价, 产品的不同生命阶段。通常情况下,它可以分为五个阶段或阶段:原材料生产,部件制造,后处理过程,使用阶段,以及处置或回收[53,54,68]。然而,这些方法有一个缺点:它们不能直接测量环境的影响。加权 的因素是做得非常模糊,如“低”,“中等”,和“严重”。很难将这些因素转化为数字量来进行比较,并粗略了解它们对环境的影响程度。一些研究人员[9]试图建立一个用于生命周期分析或环境影响评估的定量模型,但没有确凿的科学证据来确定其性能,正确性和实用性[76几项研究已经进行了比较减法的人-制造(SM)的可行性,同时生产金属部件,基于✩谷歌 学者 友情链接: - https://scholar.google.co.in/citations?用户=rfyiwvsAAAAJ& hl=en∗ 通讯作者。https://doi.org/10.1016/j.susoc.2021.04.001接收日期:2020年12月30日;接收日期:2021年3月19日;接受日期:2021年4月5日2021年4月21日在线提供2666-4127/© 2021作者。由Elsevier B.V.代表KeAi Communications Co.出版,这是CC BY许可下的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)可在ScienceDirect上获得目录列表可持续运营和计算机期刊主页:http://www.keaipublishing.com/en/journals/sustainable-operations-and-computers/M. Shuaib,A. Haleem,S. Kumar等人可持续运营和计算机2(2021)5758表1部署3D打印技术:对环境的积极和消极影响积极影响消极影响EBMSLSSLM3DP• 可以在拓扑上改进设计,以获得更好的性能并降低总能量。[46个]• 材料可以回收利用。 [二]《中国日报》• 工艺残留物可忽略不计。[五十四]额外的能量花费在制备原粉末材料上。[54]压缩空气、氩气和氮气等气体形式的资源消耗增加了成本。[49个]消耗大量能源。[五十四]它对淡水、海洋和陆地生态毒性有很大贡献。[46个]SLA·后处理中 消 耗 的 能 量 几 乎 可以忽略不计。[五十四]• 工艺残留物可忽略不计。[五十四]• 它具有最高的材料制备能量指标,即,高能耗[49]• 在预热设备时浪费了能量[54]FDM资源消耗可以忽略不计。[49个]• 材料可以回收利用[54]• 工艺残留物可忽略不计。[五十四]• 总能量指标在FDM工艺中是最高的,因为它在加热材料时消耗大量能量[五十四]• 它有助于淡水和海洋富营养化[48]能源消耗[59,66]。该研究得出结论,SM在体积分数的临界值以上更具能量效率,而在临界值以下,3D打印技术似乎更有效。关于SM的其他研究包括S.Kara等人[55,64],其旨在推导零件消耗的能量与所涉及的工艺参数之间的经验关系。Haider[60]根据能量需求、所用冷却剂的有害效应等[85-89],对当前SM或金属加工工艺对人类健康和环境的影响进行了研究1.1. 研究的需要解决世界面临的环境挑战的需求日益增长[60]。任何有助于逐步减少生态系统污染的技术都需要进行充分的研究和研究,以取代长期存在的方法[49,69]。今天,我们已经达到了一个点,我们必须开发可持续的制造技术,可以减少对环境的负荷,并提供更好的制造能力的可持续性[61,65]。1.2. 问题定义和研究差距针对不同的使用条件进行了大量研究,以比较传统和增材制造技术对环境的影响[46]。一项可以比较实际实验结果的研究尚未完成。本文旨在填补这一研究空白,对研究进行分析,以找到与制造业相关的当前世界环境问题1.3. 研究目标本研究的目的是比较传统制造技术和增材制造(AM)工艺对环境的影响,这些影响基于能源消耗、对全球变暖的影响、水体酸化等参数,即,降低pH值、水生和陆生生态毒性、可再生潜力等[46,69]。其目的是通过研究当前增材制造工艺对环境的影响,探索未来转向增材制造实践的可1.4. 研究方法我们在这项研究工作中的发现是基于文献回顾╱调查,通过研究之前围绕“增材制造及其环境影响”的工作。文献综述是通过在“Scopus”和“Google Scholar”上查找关键词如“增材制造”和“环境”来完成的。Scopus是全球最大的数据库 同行评议期刊的编辑’Google Scholar’ is selected asthis area is leanly2. 增材制造技术(3DP)对环境的影响:简要回顾增材制造(AM)背后的整个想法是只使用形成物体所需的材料量。唯一的浪费在3DP过程中,支撑结构也包括在对象的设计中这些支撑结构为全面的悬伸部分提供强度和支撑。因此,使用物体所需的不同材料,3DP技术可以相对于常规制造技术减少材料质量和消耗的能量的生命周期,从而产生更多的浪费。[16]产生的废物要么倾倒在土地上,要么扔进水体。使用传统的制造工艺会导致陆地、水生和大气系统的污染。[10]减法加工(SM)方法需要在加工过程中使用切削油作为冷却液,以消除由于工件和刀具之间的摩擦而产生的大量热量。切削液成分复杂,其组成比切削液成分复杂。即使成分是安全的,它们也可能会引起过敏[15,17,18]。这些切削液还可以充当细菌和真菌的仓库,它们可以定殖,因此切削液引起环境危害和健康问题[33-35]。多年来,人们一直在研究持续暴露于这些切削油对健康的影响,并发现它可能导致职业性皮肤癌。表1详细说明了3DP对环境的积极和消极影响。3. 3D打印技术对环境和能源消耗已经进行了某些研究,根据各种因素将传统加工方法与3DP技术进行比较,以确定其对环境的影响。Serres等人[11]对直接增材激光制造(CLAD,Construction Laser Additive Direct)进行了环境评估,并将其与传统加工方法的环境影响进行了比较。根据这些实验,3DP技术似乎更环保。还使用LENS[12]和直接金属沉积进行了类似的研究。[13、14]观察01:3DP是制造复杂和小批量零件的更好选择,因为它减少了环境退化,材料浪费更少,节省了建造时间,但它使用的能源量略高。观察到3DP对环境的影响,与传统制造工艺相比,成本降低了70%• 在ATKINS项目下,根据能源、水、土地填充物、原始材料等的使用情况,对不同的制造工艺和不同的增材制造方法进行了全面的比较研究[10]。M. Shuaib,A. Haleem,S. Kumar等人可持续运营和计算机2(2021)5759观察02:这个实验的结果有点让人震惊,因为它发现3DP过程的能量消耗比机械加工过程还要多。• 有一种观点认为,与传统制造工艺相比,3DP消耗更少的能源这也可能是由于能源消耗的测量方式。千瓦时(kWh)通常用于确定零件产品使用这种方法,Luo等人[10]分析了三种典型的3DP工艺:立体光刻,选择性激光烧结和熔融沉积建模。观察03:用于各种技术的能量消耗率可以优于每千克零件产品的几何形状消耗的千瓦时(kWh)。• Baumers等人[12]研究了用于不同工艺的各种设备的能耗。他们发现,同一增材制造工艺的能耗率存在显著差异。由于实验中使用的设备类型,这种能量消耗的变化相反,大多数变化可能归因于实验进行的方式• Henri等人[46]进行了一项环境影响分析,将3DP技术与传统工艺进行了比较。他们使用LCA方法定义了一个决策标准,可用于选择产品或工艺的制造策略(在这种情况下,是由钛制成的航空涡轮机)。他们比较了组件的生产、使用和使用后阶段,各种过程所消耗的能量及其对环境的影响。为了建立一种通用的方法来选择生产工艺,他们研究了不可避免的贸易问题,如3DP技术中的原材料加工,这会消耗能源并产生废物。该研究忽略了生产部件的机器的生命周期,并发现对于相同的部件,3DP(EBM或电子束熔化)产生的废物明显减少,甚至可以进行拓扑优化[47]以最大限度地减少体积使用的材料。他们发现,使用传统的铣削亲-因此,该工艺为了生产粉末形式的原材料,进行钛的雾化。为此,将钛加热到超过其熔点的温度。然后,液态金属在压力下被迫通过喷嘴,在喷嘴的出口处,液态金属被氩气射流压碎以产生球形液滴。Kellens,K. 2017年等人使用Ti-6Al-4V进行雾化过程,消耗7.02MJ/kg比能量,获得97%的过程效率[49]巴黎,H。等人(2016),[46]使用两个无量纲量:R从环境基础和K来比较过程,K是定义形状复杂性的形状因子公式R =AM工艺的环境影响研磨工艺K =研磨过程中去除的材料体积部件体积所选的10种环境影响是:• 非生物耗竭• 酸化• 全球变暖• 淡水水生生态毒性• 海洋水生生态• 陆地生态脆弱性• 不可再生的化石• 不可再生核能• 可再生潜力• 可再生水电子束熔化(EBM)工艺被认为是用于3D打印和常规制造的铣削。这里考虑金属印刷。上述影响根据其对环境的相对影响进行分级。Paris等人,2016年的研究发现,随着K值的增加,R会减小,这意味着随着组件形状复杂性的增加,铣削过程对环境的影响也会增加。考虑到所有上述因素,我们观察到该方法为工程师提供了一个简单的工具来推断制造策略类似的研究由M. Kafara等人关于常规和增材制造(AM)的LCA,以制造用于在固化过程发生时成形零件内部结构的模芯。在本文中,采用了四种不同类型的过程或产品(1)研究了用于制造型芯的(1)用低熔点合金铸造、(2)用石膏状材料Aquapour研磨、(3)用高抗冲聚苯乙烯(HIPS)增材制造和(4)用盐等粉末材料增材制造的工艺以及这些工艺的相对Kafara,M.等人,2017年,分别对由不同材料制成的不同产品及其核心制造、核心去除和废物方案过程进行了比较,即:XMCP 137(锡和58%铋合金)铸造-熔化-回收和处置,Aquapour通过钻孔制造,通过水洗去除,废物被丢弃。摆姿势高抗冲聚苯乙烯(HIPS)被认为是制造通过增材制造; D-柠檬烯和水通过冲洗和废物处理从芯中除去同样,盐(氯化钠和添加剂)也是通过添加剂灭菌、冲洗和水处理生产的[48]。过程Kafara等人,二零一七年并无发现任何趋势,但研究了特定的个别影响特征类别,以确定数值与原因之间是否存在显著差异(如有)。例如,在金属贫化类别中观察到的差异最大。MCP 137产品系统因其核心材料而具有最高价值。出于这个原因(核心材料),Aqua pour导致水枯竭的影响类别[48]。在他们的论文中,Karel Kellens等人比较了五种不同AM方法的环境影响,即,SLM(选择性激光熔化)、SLS、EBM、FDM和SLA,通过提供可用生命周期清单(LCI)数据的概述[49]。该研究基于工艺生命周期的不同阶段,即,材料生产阶段、机器操作阶段和后处理阶段。为了更好地理解这些过程的效果,对所有这些阶段的环境影响进行了研究。Karel Kellens等人研究了一些机床及其加工,即在DTM Sintersation2000(机床)中,使用聚合物作为材料,使用16.800 kW(平均运行功率),比能耗(SEC)为144.3 MJ/kg。在DTM Sintersation 2500中,使用聚合物作为材料,使用12.00 kW(平均运行功率)和比能耗(SEC)107.40 MJ/kg,DTM Sintersation 2500聚合物作为材料,使用4.000 kW(平均运行功率),2.000 kW(平均待机功率)和SEC 12.00 MJ/kg。EOSINT 公司简介 (机器 工具), 材料 (PA2200,PA3200GF)6.610 kW(平均工作功率),3.520 kW(平均待机功率)SEC 129.6-145.1 MJ/kg和压缩空气:20m3/h,高达50%的废粉作为资源消耗。EOSINT P360(机床)使用PA 2200材料,其资源消耗为3.740 kW(平均工作功率)、2.250 kW(平均待机功率)、6m3/h压缩空气3D系统HiQ + HiS(机床),带PA 125.500 kW(平均操作功率)和SEC 130.0 MJ/kg。EOSINT P390M. Shuaib,A. Haleem,S. Kumar等人可持续运营和计算机2(2021)5760(机床),具有PA 12材料,具有2.920 kW(平均操作功率)和SEC107.0 MJ/kg。EOSINT FORMIGA P100(机床),材料(PA 2200),其使用的平均操作功率为1.300 kW,平均待机功率为0.340 kW,资源消耗为压缩空气,速率为10m3/h[49]。SLS工艺的比能耗(SEC)值为107-145 MJ/kg。SEC值的这种差异可以通过不同的机床设计和为案例研究和组件设计选择的不同材料来解释。Renaldi等人进行的一项全面研究,与SLS工艺相关的能源和环境影响,可以通过相应的 pie chart的帮助[46,50]Kellens,K.等人(2017)研究了选择性激光熔化(SLM)工艺的LCI数据,其中Concept Laser M3 Liner(机床)与316 L材料一起使用,低于3.350 kW(平均操作功率),0.700 kW(平均待机功率),SEC为97.0 MJ/kg,氮:3.5 m3/h,20.4%废粉作为资源消耗。雷尼绍AM250(机床)采用AlSi10Mg材料,1.166 kW(平均工作功率),0.430 kW(平均待机功率),SEC为566.2MJ/kg[49]。对于在不同工艺条件下运行的不同机器,SEC值范围为97-588MJ/kg。此制造技术会消耗额外资源,与对环境造成重大影响的特定机床相对应Kellens,K.等人(2017)研究了电子束熔化(EBM)工艺的LCI数据,其中Arcam ABTi-6Al-4V材料,低于2.133 kW(平均运行功率),SEC为375.0 MJ/kg,氩气为5.5m3/h,作为资源消耗[49]。Kellens,K.等人(2017)还研究了熔融沉积建模(FDM)工艺的LCI数据,其中使用了Stratasys FDM机器的不同模型通过StratasysFDM 8000(机床)使用ABS材料,在2.200 kW(平均操作功率)下,SEC为83.1 MJ/kg,使用ABS材料获得了最佳结果他评论说,没有关于不同熔融沉积物建模机床资源消耗的信息对于不同类型的FDM机器,SEC值范围为83.1进一步[51]。观察到大部分的能量消耗是在FDM机床的预热阶段Kellens,K.等人(2017)调查了Stere光刻(SLA)工艺的LCI数据,其中3D系统SLA 250(机床)与SI 500材料一起使用,SEC为49.9MJ/kg[49]。对于分散剂材料,SEC值范围为49.9然而,Malshe等人进行的研究中没有PAN 1(快速MIP-SL)机器的运行和待机平均功耗数据[五十二]Yanchun Luo等人[54]对3DP工艺SLA、SLS和FDM的自由成型制造技术的环境方面进行了研究。将这些过程的LCA模型分为5个阶段,在每个阶段确定EIV或环境影响向量,EIV或环境影响向量取决于8个要素,即:物质生产(ME)、物质生产(MP)、能量消耗(EC)、残渣(RS)、物质毒性(MT)、土地填埋(LF)、废物处理(WP)、回收(RC)。基于该工艺,可通过考虑进一步提及的特定工艺参数来计算环境性能数据。• V:扫描(绘图)速度(mm/s e c)• W:道路宽度 尺寸(mm)• T:层厚(mm)• p:材料密度(kg/mm 3)• P:额定功率(kW)• k:过程间接费用系数(0.6-0.9)SL、SLS和FDM的工艺生产率(PP)和能耗率(ECR)可以根据该原理确定[54]如《易经》所言。������(������∕���)=���×��� ×��� ×���× ������������×���E���(���������������������������������������������������������������������������������������������������3.1. 二语习得过程SLA 250、SLA 3000和SLA 5000的能量指标分别为18.51、23.58和11.79SLA过程可以看出,材料制备的能量指标与在SLA的情况下,所有三台SLA机器在这种情况下使用相同的材料[70,71]。与构建过程的能量相比,产品后处理过程中所涉及的能量几乎可以忽略不计。因此,在本发明中,������������������������������������������������������������=������������������������������������������������������������������������������������������������������+B + U���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������+D������������������������������������������������������������������Yanchun Luo等人使用250和3500型SLA机器,研究了用于设备的SLA5170环氧树脂的光固化成型(SLA)工艺的EPA:3.2. SLS工艺2000型、2500型的能量指标分别为22.85和17.00Yanchun Luo等,1999年使用参数计算各种设备的SLS能量指标。发现2000型的总能量指标为22.85,生态指标为0.57/kWh,SLS的性能分析与SLA过程相同。总能量指示器以与SLA相同的方式导出。在SLS中,制备聚合物材料所需的能量较少。在这种情况下,回收产品也是可能的[24-27]。3.3. FDM工艺FDM 1650、FDM 2000、FDM 8000和FDM Quantum的能量指标分别为197.45、65.66、13.15和93.30所有机器在此过程中使用的材料是ABS,材料制备能量指标为9.3。产品的回收也是可能的,并且总能量指示符使用SLA过程中使用的相同公式来计算。Kara等人,2011年,使用FDM-1650、FDM-2000、FDM-8000和FDM Quantum设备进行了环境性能分析(EPA)查找丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)FDM-1650的环境影响最高,为197. 25(材料准备9.3,构建过程197. 45,处置-9.5 ) , FDM-8000 的 最低 值为12.95 ( 材料 准备 9.3 , 构建 过程13.15,处置-9.5)。S.Kara等人[55]进行了一项研究,以推导出金属去除工艺或传统制造方法中的能耗与工艺变量之间的经验关系,以确定影响这些工艺能耗的条件,进而在产品设计阶段找到潜在的节能方法。为此,通过对不同工艺变量的能耗进行观测,并借助SPSS软件进行实证分析使用八台不同的CNC车铣机床,使用不同的工艺变量来开发和验证经验关系,这些工艺变量会导致不同的金属去除率或MRR,M. Shuaib,A. Haleem,S. Kumar等人可持续运营和计算机2(2021)5761���□表2用于车削操作的切削速度、进给量、切削深度的变化变量方差工件材料铝(2011)低碳钢(1020)高强度(4140)切割速度(m/min)200300400400120160100140180进给量(mm/转齿)0.10.20.30.30.10.150.10.150.2切割深度(mm)12311.520.511.5变量方差切割环境干切湿切刀具直径(mm)32(4齿)63(4齿)切割宽度(mm)10 15 25 10 30切削环境(干切削、湿切削)和铣削操作时的刀具直径表3四个验证测试的结果。精度=(1− ���□−��� □|)× 10预测具体的能源消耗。采用高效、准确的计量系统,监测设备的总能耗。下表2示出了用于导出经验关系的切削条件:比能耗是从基材上去除1 cm3材料的能耗,用于比较不同机床的能耗要求。从经验关系式中找出SEC,公式如下SEC =1000+1000���MRP当组件的复杂性高时。然而,随着组件因此,我们必须在能源消耗率和对环境的影响之间做出选择。3D打印主要用于定制生产,当零件数量大并且使用的材料是标准的时,SM是有效的[40-42]。此外,在3DP中,在制造构建材料上花费了相当多的能量。此外,约25%的总能耗用于后处理工艺[56]。因此,能源再-其中,C和C是机器相关系数,他们的结论是,在验证测试的帮助下,上述模型预测的能耗达到了90%的准确度,如表3所示。预测的SEC落在5-15 kJ/cm 3的范围内。这意味着要去除1 cm3的材料,我们需要5-15 kJ范围内的能量通过了解所考虑的不同材料的密度,可以确定SEC(MJ/kg)在0.636至1.875的范围内。假设在减材制造中必须去除的材料量最多几乎是增材制造中必须添加的材料量的九倍,那么,在减材制造的情况下生产组件仍然无法与3DP的能源需求相比[36-39]。这项研究有助于将SM和3DP之间的能量需求比较可视化为AM的一部分。4. 讨论本文通过生命周期分析比较了传统减材制造与3D打印技术在生产零件时对环境的影响。可通过可用性研究进行比较,以开发一个模型来确定整体环境影响,包括能源消耗、浪费和开发组件时使用辅助资源[43-45]。据观察,在材料的构建阶段,增材制造(AM)的能耗高于减材制造(SM)方法,特别是3DP工艺的需求进一步增加。然而,[46,48]表明增材制造(AM)技术如果我们从整体的角度来看,3DP为我们提供了为产品生产拓扑改进的几何形状的选择从[49]中,我们看到轻型车辆的燃料消耗率降低,并且在产品的生命周期中实现了能源的总节省因此,我们可以说,AM是制造复杂零件和小批量非金属材料的更好替代品,同时减少环境退化,材料浪费并缩短构建时间。5. 局限性和未来的研究方向目前的工作比较了通过传统方法和增材制造(AM)制备、构建和后处理组件的环境影响[49]。没有工作能够通过考虑可以通过利用使用增材制造工具的设计的可扩展性来建立的功能改进来展示比较。因此,通过使用这些AM工具,我们可以提高组件的整体寿命,并在整个机器中,这将导致在其整个寿命期间减少浪费,污染和能源消耗。过程变量测试1测试2测试3测试4机床科尔切斯特A50森精机NL2000森精机5500DMU 60P工件材料黄铜软钢软钢高拉伸切割速度(m/min)350160180100进给量(mm/转齿)0.10.20.180.15切割深度(mm)0.51.251.72.0预测SEC(kJ/cm3)9.0067.2685.27014.127预测能量E(J)18381.254482.653754.9141370.0测量能量E(J)19990.5 53555.6 58140.3 144850.60%91.95% 97.63 92.46% 97.60%M. Shuaib,A. Haleem,S. Kumar等人可持续运营和计算机2(2021)5762可以使用不同的增材制造方法进行3D打印的材料仍然有限,这需要解决。拥有更多的材料选择总是一个优势,因为可以根据组件的用途选择不同的材料。未来的研究需要集中在比较减法和加法方法的基础上,他们的环境影响,使3DP可以被视为一个可行的来源,可持续制造。6. 结论通过对现有研究的回顾,我们确定了比较SM和3DP能耗的研究文献,但需要进一步研究,以确定不同AM工艺及其相对环境影响之间的关系。这将有助于创建一个通用的LCA模型,帮助工程师和设计师创建一个可持续的,环境友好的,更便宜的替代品,用于制造不同数量和定制的产品。我们发现,3DP是制造复杂零件的更好选择,因为它减少了环境退化和材料浪费,同时减少了构建时间,但它使用了更多的能源。我们还发现,SM是制造表面几何结构的更好选择,因为材料浪费减少,建造时间更快,环境足迹和能源消耗与AM相似竞争利益我代表论文的所有作者,在此同意不存在利益冲突。引用[1] S.H. Huang,P. Liu,A.莫卡斯达尔湖Hou,增材制造及其社会影响:文献综述,国际先进制造技术杂志67(5-8)(2013)1191-1203。[2] X.严培能,顾培能,快速成型技术与系统综述,计算机出版社。辅助设计28(4)(1996)307[3] D.T. 范,R.S.Gault,快速成型技术的比较,Int. J. 马赫工具手册38(10-11)(1998)1257[4] M. Müller,Q.U. Huynh,E. Uhlmann,M.H. Wagner,喷墨打印作为梯度聚氨酯材料的附加制造工艺的研究,Prod. Eng.8(1-2)(2014)25-32。[5] J.P. Kruth,M.C. Leu,T. Nakagawa,增材制造和快速成型的进展,CIRP Ann.-47(2)(1998)525-540。[6] W. Schröder,Institute of Unmanned Aerial Systems(IUAS),University of Ap-plied Sciences O Schenburg,Badstr 24(2016)77660 O Schenburg,Germany电子 邮 件 : werner.schroeder@h s-o Schenburg.de © Springer InternationalPublishing Switzer-land.[7] M. Javaid,A.Haleem,医疗案例中的增材制造应用:基于文学的评论,Alex。J.Med. 54(4)(2018)411[8] S.H. Huang,P. Liu,A.莫卡斯达尔湖侯,增材制造及其社会影响:文献综述。J. Adv. 制造商Technol. 67(5-8)(2013)1191[9] ,in:N.霍普金森河海牙山口Dickens(Eds.),《快速制造:数字时代的工业革命》,约翰·威利父子出版社,2006年,第100页。55比80[10] YC Luo,ZM Ji,Leu,et al.,固体自由成形制造工艺的环境性能分析,在:1999年IEEE电子和环境国际研讨会,纽约,IEEE,1999年,pp. 1比6[11] 陈文,等,金属包覆复合材料制造工艺与传统加工工艺的环境比较,中国机械工业出版社,2002。 干净Prod. 19(2011)1117[12] 熊燕,JM Schoenung,传统与近净形金属陶瓷制造的工艺成本比较,Adv.Eng.Mater. 12(2010)235 - 241。[13] 吴文辉,张文辉,等.激光加工技术在模具制造中的应用.北京:机械工业出版社,2001。 干净Prod. 15(2006)932[14] JMazumder,A Schi Schierer,J Choi,直接材料沉积:设计的宏观和微观结构,Mat. Res. Innovat. 3(1999)118[15] M Baumers,C Tuck,DL Bourell,et al.,增材制造的可持续性:测量激光烧结工艺的能耗,IMechE Part B:J.Eng.Manuf.225(2011)2228-2239。[16] D. Chen,S.Heyer,S.Ibbotson,K.Salonitis,J.G.Steingrímsson,S.Thiede,直接数字化制造:定义,演变和可持续性影响,J。干净Prod. 107(2015)615e625。[17] S.H. Huang,P. Liu,A.莫卡斯达尔湖侯,增材制造及其社会影响:文献综述。J. Adv. 制造商Technol. 67(2013)1191e1203。[18] S. Ford,M. Despeisse,增材制造和可持续性:优势和挑战的探索性研究,J。清洁剂生产137(2016)1573[19] B.伯曼,3D打印:新工业革命,公共汽车。《地平线》55(2012)155e162。[20] N. Guo,M.C. Leu,增材制造:技术,应用和研究需求,前线。机甲Eng. 8(3)(2013)215e243。[21] J. Jiang,A.R. Marvel,J.C.Keene,D. M.Taylor,用于优化嵌入颅骨或损伤后使用的人工颅骨置换件中的电极的测试台,J.Neurosci。方法277(2017)21[22] M. Revilla-León,J.L.Sánchez-Rubio,J. Oteo-Calatayud,M. Özcan,使用增材制造 技 术 的 多 种 植 体 全 牙 弓 假 体 的 印 模 技 术 , J.Prosthet 。 Dent. 117 ( 6)(2017)714[23] S. Hengsbach,AD Lantana,通过结合增材制造技术快速原型化多尺度生物医学微器件,Biomed。Microdevices 16(2014)617[24] K.U. Bletzinger,E. Ramm,轻型结构的结构优化和形状确定,Comput。Struct.79(2001)2053-2062.[25] R.A.布斯韦拉Soara,A.G.F. Gibbb,A. Thorpe,自由形式建筑:大型建筑快速制造,Autom。施工16(2007)224[26] ... M. Wanibuchi,S.野四郎Sugino,Y.秋山T.Mikami,S.Iihoshi,N.Mikuni,使用三个人创建的彩色颞骨模型进行颅底手术培训-- 立体印刷技术,世界神经外科。91(2016)66-72。[27] 辛格河,Singh S,增材制造:概述Guru Nanak开发工程师学院,印度卢迪亚纳doi:10.1016/B 978 -0-12-803581-8.04165-5。[28] 诉 Petrovic,J.Vicente Haro Gonzalez,O. Jordá Ferrando,J. 德 尔 加多·戈迪略J. 拉蒙·布拉斯科·普查德斯湖 Portolés Griñan,增材分层制造:通过案例研究显示的工业应用领域,国际期刊。Prod.第49(4)(2011)号决议第1061[29] R. 谢斯急诊室Balesh,Y.S.Zhang,J.A.Hirsch,A.哈德姆侯赛尼河Oklu,三-三维打印:IR的使能技术,J。Vasc. 血管介入. 放射性27(6)(2016)859[30] G. D'antonio,F. Segonds,J.S. Bedolla,P. Chiabert,N. Anwer,增材制造设计中制造 执行 系统集 成的 建议, 在: IFIP国际 产品 质量管 理会 议上, Springer,Cham,2015年10月,pp. 761-770。[31] J. Gardan,增材制造技术:最新技术和趋势,国际。J.生产Res. 54(10)(2016)3118[32] S.辛格,S。拉马克里什纳河Singh,增材制造中的材料问题:综述,J.制造工艺25(2017)185-200。[33] D. Bourell,J.P. Kruth,M. Leu,G.利维,D。Rosen,A. M. Beese,A. Clare,增材制造材料,CIRP Ann. 66(2)(2017)659-681。[34] 刘晓庆,刘晓波,刘晓波,等.激光烧结钛酸钡复合材料的研究进展.北京:机械工程出版社,2000,24(1):117 - 118. Mater. Sci. 43(2008)3197[35] 李志荣,等.陶瓷。Soc. Bull. 75(7)(1996)65[36] 陈文龙,等.陶瓷基复合材料的自动化制造技术.北京:机械工业出版社,1997.537-550[37] D Klosterman,R Charto,N Osborne,G Graves,层压物体制造,一种直接制造整体陶瓷和连续纤维CMC的新工艺,在:第21届复合陶瓷材料和结构年会论文集-8,1997,pp. 112-120[38] D Klosterman,R Charto Bastard,N Osborne,G Graves,A Lightman,G Han,ABezeredi,刘文,张晓刚,等.陶瓷基复合材料的弯曲分层分层成形技术.北京:机械工程出版社,2003. 5(2)(1999)61-71。[39] MJ Pope,MCL Patterson,W Zimbeck,M Feedbacher,具有增强性能的Si3N4层压物体制造,在:SFF研讨会论文集,Austin TX USA,1997,pp. 529-536[40] E Ferraris,JVleugels,Y Guo,D Bourell,J-P Kruth,B Lauwers,通过电、化学和物理工艺成型工程陶瓷,CIRP Ann.65(2)(2016)761-784。[41] E Brandl,B Baufeld,C Leyens,R Gault,使用焊丝
下载后可阅读完整内容,剩余1页未读,立即下载
cpongm
- 粉丝: 4
- 资源: 2万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 收起
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
会员权益专享
最新资源
- zigbee-cluster-library-specification
- JSBSim Reference Manual
- c++校园超市商品信息管理系统课程设计说明书(含源代码) (2).pdf
- 建筑供配电系统相关课件.pptx
- 企业管理规章制度及管理模式.doc
- vb打开摄像头.doc
- 云计算-可信计算中认证协议改进方案.pdf
- [详细完整版]单片机编程4.ppt
- c语言常用算法.pdf
- c++经典程序代码大全.pdf
- 单片机数字时钟资料.doc
- 11项目管理前沿1.0.pptx
- 基于ssm的“魅力”繁峙宣传网站的设计与实现论文.doc
- 智慧交通综合解决方案.pptx
- 建筑防潮设计-PowerPointPresentati.pptx
- SPC统计过程控制程序.pptx
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功