全球最大工作面—激光燒結(jié)快速制造裝備3d打印機(jī)

兩米多高,、一米見方的大鐵箱子里,，細(xì)細(xì)的激光束在薄層粉末上游走,，鋪粉輥一次次把原料粉末均勻地平鋪在工作面上,，這一幕不斷上演,，旁邊的顯示屏上,，顯示著三維結(jié)構(gòu)的制件正一點(diǎn)點(diǎn)地“生長”出來,。
        這是近日記者在華中科技大學(xué)材料學(xué)院的快速制造中心，探訪該院副院長史玉升教授和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的激光燒結(jié)快速制造裝備時(shí)，實(shí)地見證該裝備工作時(shí)的神奇一幕,。這臺裝備工作面達(dá)1.2米×1.2米,，是目前世界上最大工作面的同類裝備。
        專家表示,，這一裝備與工藝的開發(fā)表明,，我國快速制造技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位，這也是我國在先進(jìn)制造領(lǐng)域的一項(xiàng)新突破,。

隨你所想 立體打印

        激光燒結(jié)快速制造技術(shù)是一種集激光,、機(jī)械、計(jì)算機(jī),、數(shù)控,、材料于一體的新型先進(jìn)制造技術(shù)。與傳統(tǒng)成形裝備不同的是,，該裝備可以自動地通過軟件將任意復(fù)雜度的三維模型拆分成層層疊加的二維平面圖形,，然后利用激光選擇性地將圖形區(qū)域的粉末材料燒結(jié)成形，最終層層疊加生長成為所需要的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制件,，相當(dāng)于一個(gè)“立體制造打印機(jī)”,，只需要三維模型，無需刀具和模具,，就可以整體成形任意復(fù)雜度的制件,。

選擇性激光快速成形制造技術(shù)原理

        史玉升介紹到，快速制造技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相比具有獨(dú)特的優(yōu)越性和特點(diǎn),。一是突破了傳統(tǒng)去除加工方法的限制,，無需零件毛坯和大型鍛造、鑄造設(shè)備及模具,，可實(shí)現(xiàn)材料設(shè)備與成形的一體化,，顯著縮短零件制造周期、降低制造成本,、提高材料利用率；二是在同一套生產(chǎn)系統(tǒng)上可進(jìn)行不同材料零件的制造,，具有廣泛的材料及設(shè)計(jì)適應(yīng)性,；三是整個(gè)生產(chǎn)過程數(shù)字化，可以方便地通過材料及工藝的調(diào)節(jié)與控制,，實(shí)現(xiàn)多種材料在同一零件上的集成制造,，滿足零件不同部位的不同性能需要；四是由于采用非接觸加工的方式,，沒有工具更換和磨損之類的問題,，無切割、噪音、振動以及廢水,、廢料等排放,，符合現(xiàn)代綠色制造理念。

快速制造技術(shù)原理

        史玉升認(rèn)為,，快速制造技術(shù)是一種新型的數(shù)字化添加材料成形技術(shù),，對于產(chǎn)品的幾何形狀并沒有約束，可以說“只要你能想得到,，我就可以做出來”,。因此，設(shè)計(jì)零部件時(shí)可以采用最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，而無需顧慮加工問題,。而這正是快速制造技術(shù)最大優(yōu)勢所在—拓展設(shè)計(jì)人員的想象空間，尤其是在航空航天,、武器裝備,、汽車等動力裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高端領(lǐng)域。

多年攻堅(jiān) 領(lǐng)先全球

        華中科大從1991年就開始快速成形制造技術(shù)的研究,，是國內(nèi)最早從事此技術(shù)研究的單位之一,，目前已在國際處于領(lǐng)先水平。
        由史玉升和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這臺裝備工作面達(dá)1.2米×1.2米,，也是目前世界上最大工作面的同類裝備,。國外該技術(shù)領(lǐng)域的主要裝備供應(yīng)商是美國的3D systems公司和德國的EOS公司，3D systems公司裝備的最大工作面為0.55米×0.55米,。EOS公司裝備的最大工作面為0.73米×0.38米,。
        激光燒結(jié)快速制造裝備工作面從小到大的發(fā)展，其難度就像“從小飛機(jī)到大飛機(jī)”的過程一樣,。當(dāng)工作面大到一定程度時(shí),，必須解決“大工作面溫度場均勻性”、“高效的掃描方法”及“高強(qiáng)度粉末材料的裝備與成形工藝”等業(yè)界公認(rèn)的技術(shù)難題,。團(tuán)隊(duì)已先后申請發(fā)明專利20多項(xiàng),，獲發(fā)明專利10多項(xiàng)，軟件著作權(quán)多項(xiàng),，并在武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,。

經(jīng)濟(jì)快速 前景廣闊

        在快速制造中心的產(chǎn)業(yè)化基地—武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司，記者被擺在二樓展廳的一件鑄造用大型砂芯所吸引,。

砂芯

        “這是一家著名公司委托我們加工的一款大型發(fā)動機(jī)缸蓋砂芯,。你看，這個(gè)砂芯的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,，里面有大量的管道,，管道的細(xì)微調(diào)整都可能帶來發(fā)動機(jī)性能的巨大變化,。研制一款新型發(fā)動機(jī)往往需要制造一系列具有細(xì)微差異的砂芯模具�,！� 武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司副總吳澄指著砂芯告訴記者,，該著名公司此前曾找到英國一家公司請其代為加工，但對方告知共需6個(gè)月時(shí)間,、要價(jià)1000多萬元,。
        鑒于發(fā)動機(jī)研發(fā)的高度復(fù)雜性，巨大的時(shí)間和金錢投入,，且最終不一定能夠得到符合實(shí)際應(yīng)用的新型發(fā)動機(jī)產(chǎn)品,，無奈之下，他們輾轉(zhuǎn)找到了華中科大快速成形制造中心,，結(jié)果只用了1個(gè)月時(shí)間,、花費(fèi)20余萬元就研制出了滿足性能要求的大型發(fā)動機(jī)缸蓋鑄件。
        目前,，該裝備已成功應(yīng)用到了航空航天,、汽車發(fā)動機(jī)等多種高端領(lǐng)域，正在為我國企業(yè)高端技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)發(fā)揮著重要作用,。由于快速制造技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是對于制件的幾何形狀幾乎沒有約束,，有望對航空航天、武器裝備,、汽車等動力裝備等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高端制造領(lǐng)域帶來革命性的影響,。
        據(jù)了解，激光燒結(jié)快速制造技術(shù)及裝備屬于“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”的重要內(nèi)容之一,，也是“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”和“大型飛機(jī)專項(xiàng)”等國家科技重大專項(xiàng)研發(fā)內(nèi)容的重要組成部分,，還可以在“載人航天與探月工程專項(xiàng)”、“0901”和“0902”等國家科技重大專項(xiàng)中發(fā)揮作用,。但目前國內(nèi)工業(yè)界對其了解不夠,，其應(yīng)用前景還有待進(jìn)一步開發(fā)。

這個(gè)最大指的是民用嗎?

工業(yè)級目前的巨無霸,。