增材制造是一种相对较新的制造方式，由于其无限的潜力，吸引了众多人士和行业的关注。 在这篇博客中，我们将介绍什么是增材制造（AM）以及它的工作原理，并且在后续博客中，我们将解释扫描电镜如何帮助提高AM流程的质量。

什么是增材制造？

根据ASTM标准 ，增材制造又称为3D打印或快速成型，是“ 通过层叠而成的三维模型数据连接材料来制作物体的过程，与传统加工的减法制造方法相反”。 如今，术语“增材制造”主要用于工业市场，而3D打印主要指消费市场。

增材制造的好处

通过ASTM标准对AM的定义，增材制造的主要优势已经被展现出来了。 传统的减法制造需要从较大件中提取材料以形成zui终3D成像的过程，而AM过程仅在需要时才添加材料。  

后者与物质再利用结合在一起，减少了物质浪费，创建3D物体，降低其对环境的影响。

迄今为止，与传统制造工艺相比，AM的另一个主要优势是开放式设计。 原则上，所有使用CAD设计的产品都可以通过增材制造生产。  

当然，还可以定制，为设计师的每个应用提供特定解决方案的机会。 AM还能够提供更广泛的多样性，创建复杂的结构。 通过添加新设计，更改或修订产品版本，为开拓创新提供机会。例如，创建新的，重量轻的产品，以替代笨重的产品，因为AM在零件设计时，材料可以仅存在于需要的地方。 图1中可以看到这方面的一个例子。

图1：由William Root用钛设计的3D打印肢体。

此外，AM缩短生产周期，不需要特殊的制造工具，除了AM机器，减少劳动时间和能源成本 。

增材制造的局限性

当然，AM也有其局限性，主要是因为它仍处于开发阶段，因此，还在不断创新。 首先，到目前为止，AM并不适用于大规模生产，并且在缩放比例，材料尺寸和选择方面存在限制。  

而且，已经表明，在某些情况下，产品的后处理需要实现的表面光洁度和尺寸精度。  

然而，AM已经吸引了许多行业的兴趣，这些行业一直致力于寻找解决这些限制的方法，并改进产品的工艺和质量。

另一个对AM发展产生负面影响的因素是制造业潜在的失业。 当然，这是新技术的常规现象，需要大家能够适应和发展新技能，这些新技能对于创造新工作至关重要。

AM：应用领域

由于其巨大的潜力，AM显示出对各种各样的应用有利。 在某些领域，AM产品目前用于小批量生产，而其他领域的研究仍在继续优化流程。  

作为*步，增材制造可应用于在产品开发阶段生产模型和原型，以及之后可用作特定应用的试生产系列，直至某些产品的小批量生产。

作为*个应用领域，研究人员正在对医疗和牙科应用增材制造工艺。这些包括医疗和外科植入物，假肢，生物制造零件，甚至药丸。  

很明显AM对于这种应用的主要优势在于其多功能性和可定制性，可以在每个应用案例中定制解决方案。  

目前为止，AM设计在汽车（例如电机部件和冷却管道），航天（如涡轮叶片和燃油系统部件）和工装中应用。可以在图2中看到这些产品的示例。

图2：a）航空航天，b）汽车和c）医疗应用中的AM产品示例。

当然，还有更多的领域已经应用3D打印或将来会需要。 设计目前用于教育和研究，建筑，艺术和珠宝，传感器，甚至服装。

显然，随着越来越多的人参与AM产品的研发和质量控制，新的应用领域将会出现，AM将成为各种应用和产品的常见做法。

AM＆SEM

与每一项新兴技术一样，整个过程的质量控制是一项重要任务。 材料特性（如颗粒）和成品的质量控制 - 以及其间的流程控制都是*的 – 都为了确保制造过程的质量。

在后续博客中，我们将介绍扫描电镜（SEM）如何成为增材制造工艺中材料表征和质量控制的强大工具。