南京理工大學增材制造已有SLM激光陶瓷3D打印等成果

2019年9月19-21日,，IAME中國（西安）國際3D打印博覽會暨高峰論壇將在西安高新國際會議中心舉辦,。2019IAME旨在搭建增材制造（3D打�,。┛萍紕�(chuàng)新的開放合作共享交流平臺,，匯聚全球頂尖的增材制造（3D打�,。╊I(lǐng)域成果及人才，促進行業(yè)各環(huán)節(jié),、產(chǎn)業(yè)鏈的銜接融合,。南極熊作為戰(zhàn)略合作媒體，到西安現(xiàn)場全程報道,。

△南極熊采訪南京理工大學賀老師（左）

南極熊：賀老師您可以給我們介紹一下南京理工大學在3D打印領(lǐng)域做了哪些研究,，取得哪些進展嗎？

賀老師：我們南京理工大學在3D打印領(lǐng)域有幾個特色,，第一個是我們的研究涵蓋了增材制造的全流程,，從制粉到設(shè)計，從成型過程,，工藝仿真到工藝研究,，再到我們的陶瓷工藝，以及我們做整體裝備,。在制粉這方面,，我們已經(jīng)形成了一定的產(chǎn)業(yè)化，可以實現(xiàn)小批量制粉,，能夠開發(fā)一些新材料，用于做一些新工藝的開發(fā),。

在設(shè)計方面,，我們提出了拓撲晶格聯(lián)合優(yōu)化的一個新方法，能有效地減輕重量，可以做一些功能性質(zhì)的結(jié)構(gòu),，比如說隔熱,、減震等。其中有一項變密度晶格設(shè)計,，根據(jù)結(jié)構(gòu)要實現(xiàn)的功能,，受力情況不同，我們實現(xiàn)變密度晶格,。我們還提出了一個光順算法,，實現(xiàn)了大晶格和小晶格之間的平滑過渡。此外,，還提出了晶格和拓撲聯(lián)合優(yōu)化,，需要拓撲優(yōu)化的地方進行拓撲優(yōu)化，需要晶格的地方設(shè)計成晶格,。

在仿真方面,，我們從底層開發(fā)了熔池成型過程仿真，這也是比較有特色的,。

在陶瓷方面,，我們研發(fā)了一個基于SLM工藝的陶瓷3D打印平臺，初步的取得了一些探索性結(jié)果,。
此外,，我們還提出了一個整體增材制造的工藝，3D打印出的部件,，不但要是實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu),、機械性能、而且還可以實現(xiàn)電信號傳輸?shù)�,。關(guān)于整體化制造方面,，我們最初主要是用于制造微納衛(wèi)星，在一個很小的尺寸內(nèi)實現(xiàn)整個衛(wèi)星的功能,，里面需要用到很多PCB板,，板與板之間的線路很容易產(chǎn)生冗余。我們通過3D打印的方式,，將導線做到結(jié)構(gòu)里面,，一體化成型，有效減小了衛(wèi)星的體積,。目前,，這方面國內(nèi)做的很少，國外有一些探索性的研究,。

在交流合作方面,，我們比較有特色的就是我們拿到了國家的111引智基地,，與國外著名大學，比如比利時魯紋大學,，美國德克薩斯大學合作,，成功舉辦了第一屆RAAM 2019國際會議，在明年的3月15日到17日,，我們會舉辦第二屆,。

南極熊：創(chuàng)新設(shè)計和仿真是基于什么樣的一些軟件來做的？

賀老師：實際上我們開發(fā)了一些底層的軟件,，我們開發(fā)了自己的路徑規(guī)劃,、自己的切片軟件，然后到輸出,。但是我們現(xiàn)在做的拓樸優(yōu)化還是基于現(xiàn)有的一些平臺,，然后仿真的話也是基于公用的平臺。熔池仿真方面,，我們開發(fā)了一些底層的架構(gòu),。

南極熊：SLM工藝3D打印陶瓷的話在業(yè)界是很少見的。

賀老師：這個確實比較難,，目前打印陶瓷大部分是通過添加粘接劑的方式,，需要在高溫爐中做脫脂后處理，我們的想法是使用陶瓷粉,，然后激光打上去進行燒結(jié),，但問題確實比較多，陶瓷在打印過程中形成裂紋是最大的問題,。

后來我們就提出來一個MAX陶瓷方案,，在陶瓷粉里面加入定量的金屬粉，然后再用這種工藝做會好很多,。

南極熊：后期處理的話需要把金屬粉再去掉嗎,？

賀老師：暫時不需要，我們做的不是純陶瓷,，而是一種混合陶瓷,，是陶瓷和金屬的混合。