上海產(chǎn)研院推出同軸送絲激光金屬3D打印機(jī)

用一根普通的金屬絲作“墨水”,，就能打印出航空,、航天,、電力,、核電,、船舶,、軍工等領(lǐng)域所需的零部件結(jié)構(gòu),。近日，上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院研制出國內(nèi)首臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的“同軸送絲激光金屬3D打印機(jī)”,，將為各種關(guān)鍵零部件的制造與再制造提供效率更高,、成本更低的解決方案�,！吧虾９�業(yè)門類齊全,，再制造資源豐富,，希望我們研制的裝備有用武之地�,！鄙虾．a(chǎn)研院3D打印研發(fā)平臺(tái)主任周偉民研究員說,。

再制造是一個(gè)快速發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)，能讓舊的零部件煥然一新,，從而節(jié)省大量原材料和能源,，并減少排放。目前,，美國的再制造產(chǎn)值已達(dá)500億美元/年,，而我國僅為5億美元/年左右。如何在產(chǎn)業(yè)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)“彎道超車”,？激光熔覆3D打印是一種很有潛力的新興技術(shù),，具有節(jié)材、節(jié)能,、成形不受零件復(fù)雜程度限制等優(yōu)勢(shì),，近年來受到工業(yè)界的廣泛關(guān)注。

科研人員展示同軸送絲激光金屬3D打印機(jī)制造的零部件,。

據(jù)周偉民介紹,，傳統(tǒng)的送粉式激光金屬3D打印技術(shù)以金屬粉末為原材料，利用高壓氣體噴射到沉積位置,，再利用激光照射熔化,，最后凝固成形。這種技術(shù)在航空,、航天,、核電等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用，但存在粉末利用率低,、有粉塵污染等問題。

為此,，上海產(chǎn)研院圍繞激光熔覆3D打印技術(shù)展開攻關(guān),。經(jīng)過近兩年自主研發(fā)，一臺(tái)同軸送絲激光金屬3D打印機(jī)最近問世,。它通過一個(gè)激光熔覆頭,，將一束高功率實(shí)心激光轉(zhuǎn)換為同軸環(huán)形激光，并聚焦在工件上,；金屬絲從環(huán)形激光的正中心同軸送入熔池,，進(jìn)行熔化沉積。這臺(tái)裝備的最大激光功率達(dá)3000瓦,，絲材直徑為1.0—1.6毫米,，使用316L不銹鋼時(shí)的打印速度是5—30克/分鐘。它已成功打印出一個(gè)直徑60毫米、高250毫米的圓環(huán)樣件,，由600多層堆積而成,，表面粗糙度僅為15微米。經(jīng)測(cè)試評(píng)估,，這臺(tái)同軸送絲激光金屬3D打印機(jī)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,。

科研人員在操作同軸送絲激光金屬3D打印機(jī)。

上海產(chǎn)研院博士后王涵表示,，使用金屬絲代替金屬粉末具有很多優(yōu)點(diǎn),。金屬絲更便宜，利用率更高,，也更容易保存,，而且不會(huì)對(duì)周圍區(qū)域產(chǎn)生污染。以鈦合金為例,，金屬絲的價(jià)格是300元/公斤,，僅為金屬粉末每公斤價(jià)格的十分之一；用金屬絲打印材料的利用率可以達(dá)到100%,，而用金屬粉末普遍不超過30%,。這兩個(gè)成本，就相差30倍左右,。而且鈦合金是戰(zhàn)略級(jí)貴金屬材料,，其利用率的大幅提升對(duì)國防建設(shè)具有重要意義。

科研人員在操作同軸送絲激光金屬3D打印機(jī),。

根據(jù)計(jì)劃,，上海產(chǎn)研院3D打印研發(fā)平臺(tái)將在今年年內(nèi)，具備關(guān)鍵零部件的修復(fù)再制造能力,；未來兩年內(nèi),，實(shí)現(xiàn)同軸送絲激光3D打印技術(shù)在修復(fù)再制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為國內(nèi)工業(yè)制造和再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供利器,。

來源：上觀新聞