上海3D打印材料工程技術(shù)研究中心

資料來(lái)源：上海材料研究所

導(dǎo)讀：上海3D打印材料工程技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“材料中心”）是一家依托于上海材料研究所建立的省部級(jí)工程技術(shù)研究中心，圍繞工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)能力和水平,、培訓(xùn)人員及開(kāi)放服務(wù)、內(nèi)部運(yùn)行管理以及行業(yè)技術(shù)發(fā)展影響等方向開(kāi)展工程技術(shù)中心的建設(shè)工作。

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材料中心聚集創(chuàng)新人才,、強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新、完善產(chǎn)業(yè)服務(wù),、注重成果轉(zhuǎn)化,，通過(guò)3D打印材料的研發(fā)與生產(chǎn)、3D打印材料及制品的檢測(cè)與評(píng)估,、3D打印材料技術(shù)創(chuàng)新服務(wù),、3D打印標(biāo)準(zhǔn)的制定、3D打印人才培養(yǎng)以及3D打印技術(shù)的應(yīng)用與推廣,，形成了包含母材制備,、耗材制備、3D打印工藝,、性能檢測(cè),、3D打印材料基因組等全鏈條的3D打印技術(shù)研發(fā)與服務(wù)體系，技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,。

1 研發(fā)方向

（1）3D打印材料的共性技術(shù)研究
對(duì)3D打印用鎳基高溫合金,、鈦合金等金屬材料的粉末制備技術(shù),、粉體霧化工藝、粉體表面處理技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)和工藝的系統(tǒng)化研究,。

（2）3D打印關(guān)鍵材料工程化應(yīng)用研究
通過(guò)3D打印高分子材料,、金屬材料的工程化應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)材料從實(shí)驗(yàn)階段到中試,、生產(chǎn)的過(guò)渡,，解決3D打印材料規(guī)模生產(chǎn)中存在的裝備、工藝,、材料穩(wěn)定性等問(wèn)題,，形成3D打印關(guān)鍵材料制備技術(shù)及工程化研發(fā)能力。

（3）3D打印技術(shù)的開(kāi)放服務(wù)和推廣應(yīng)用
面向航天航空,、醫(yī)療器械等特殊領(lǐng)域,，提供選材用材技術(shù)咨詢(xún)和檢測(cè)評(píng)價(jià)服務(wù)；面向模具,、創(chuàng)意設(shè)計(jì)等領(lǐng)域,，提供3D打印個(gè)性化定制服務(wù)；面向社會(huì),，開(kāi)展專(zhuān)題講座,、科普、培訓(xùn)等活動(dòng),。

（4）3D打印專(zhuān)用材料及制品的性能檢測(cè)評(píng)價(jià)體系研究
針對(duì)目前用戶(hù)對(duì)3D打印制造產(chǎn)品在性能,、質(zhì)量、尺寸精度,、可靠性等方面的疑慮,，開(kāi)展質(zhì)量技術(shù)評(píng)價(jià)和第三方檢測(cè)認(rèn)證，確保產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足用戶(hù)和市場(chǎng)需求,。

（5）3D打印材料標(biāo)準(zhǔn)體系研究
結(jié)合航空航天,、模具,、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的需求,，制定3D打印材料質(zhì)量控制與性能評(píng)價(jià)等行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)范。

2 技術(shù)特色

（1）3D打印金屬粉末耗材
材料中心擁有40多年的制粉經(jīng)驗(yàn),，在粉末冶金壓制成形和金屬注射成形等方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),。同時(shí)，該中心掌握高性能金屬粉末霧化,、后處理等核心技術(shù),，已引進(jìn)德國(guó)ALD公司EIGA50-500氣霧化設(shè)備和國(guó)產(chǎn)真空惰性氣體霧化VIGA設(shè)備，擁有若干種完備的高品質(zhì)金屬粉末氣霧化生產(chǎn)線(xiàn),，并配套相應(yīng)可調(diào)節(jié)式大型氮?dú)�,、氬氣站,。電極感應(yīng)真空氣霧化EIGA生產(chǎn)線(xiàn)主要從事高品質(zhì)航空、航天,、醫(yī)療用鈦合金金屬粉末產(chǎn)品,。真空惰性氣霧化VIGA生產(chǎn)線(xiàn)主要從事鎳基高溫合金、不銹鋼,、模具鋼等3D打印用金屬粉末,。

圖片來(lái)源：上海材料研究所

材料中心已開(kāi)發(fā)出多種適用于SLM、EBM和LENS等3D打印技術(shù)的金屬粉末耗材,，包括鈦合金,、鎳基高溫合金、不銹鋼,、模具鋼等,。所研制的粉末具有成分純凈度高、氧含量低,、球形度高,、流動(dòng)性好、粒度范圍可控等優(yōu)良性能,，滿(mǎn)足包括生物醫(yī)學(xué)和航空航天在內(nèi)的許多行業(yè)需求,，并已提供給航空、航天,、醫(yī)療,、模具等諸多領(lǐng)域。2015年其團(tuán)隊(duì)成功制備出高性能的SLM專(zhuān)用品Inconel625合金粉末,，打印制件的性能達(dá)到鍛件水平,，遠(yuǎn)高于進(jìn)口原粉的打印制件性能，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng),，并擁有相應(yīng)的國(guó)家授權(quán)專(zhuān)利,。

（2）3D打印高分子絲材
材料中心現(xiàn)已成功開(kāi)發(fā)出PLA、PETG,、HIPS,、柔性等各類(lèi)3D打印耗材。生產(chǎn)的3D打印高分絲材具有直徑均勻,、精度高,、強(qiáng)度高、韌性好,、色澤均勻,、打印質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)FDM型3D打印機(jī),。

（3）3D打印工藝
材料中心引進(jìn)多臺(tái)3D打印相關(guān)設(shè)備,，如德國(guó)EOS公司M290金屬選擇性激光熔化3D打印機(jī),、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、三維掃描儀等,，能提供打印工藝模擬與優(yōu)化,、特色工藝定制、打印制件后處理等3D打印服務(wù),。

（4）3D打印檢測(cè)
材料中心利用上海材料研究所國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的檢測(cè)技術(shù),，擁有完善的理化檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備,，可以提供各類(lèi)金屬粉末特性檢測(cè),、打印制件性能檢測(cè)、制品無(wú)損檢測(cè)等全面的3D打印檢測(cè)服務(wù),。

圖片來(lái)源：上海材料研究所

（5）3D打印材料基因組
材料基因組計(jì)劃借用生物基因組的理念,，以集成化的“多尺度計(jì)算-高通量實(shí)驗(yàn)-數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”為核心，立足實(shí)現(xiàn)材料“發(fā)現(xiàn)-生產(chǎn)-應(yīng)用”的新研發(fā)理念,，實(shí)現(xiàn)低成本高效率的新型材料研發(fā)與設(shè)計(jì),，從而達(dá)到新材料研發(fā)周期縮短一半、研發(fā)成本降低一半的目的,，使材料科學(xué)最終走向“按需設(shè)計(jì)”的偉大目標(biāo),。

材料中心近年來(lái)積極探索產(chǎn)-學(xué)-研深度融合的協(xié)同創(chuàng)新體制和機(jī)制，吸納國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源,，聚焦材料的重大應(yīng)用與發(fā)現(xiàn),，在材料基因數(shù)據(jù)庫(kù)、集成計(jì)算與軟件開(kāi)發(fā),、高通量材料制備與表征,、服役與失效機(jī)理及產(chǎn)業(yè)化探索等領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和基地建設(shè)布局方面開(kāi)展基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究,，加快研發(fā)速度,、降低研發(fā)成本，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展,，服務(wù)于國(guó)家高端制造業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),，在材料基因組方面取得了優(yōu)異的成績(jī)。