目錄
一.前言 2
二.3D打印機(jī)的幾種技術(shù)簡(jiǎn)介 2
三.國(guó)外現(xiàn)狀 5
3.1代表性的企業(yè)/高校和3D打印機(jī)產(chǎn)品 5
3.2國(guó)外打印案例(用3D打印機(jī)打印出來(lái)的東西) 10
四.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 14
4.1代表性的企業(yè)/高校和3D打印機(jī)產(chǎn)品 14
五.相關(guān)技術(shù)/難點(diǎn) 20
六.應(yīng)用領(lǐng)域/發(fā)展趨勢(shì) 21
6.1革命(?) 21
6.2應(yīng)用領(lǐng)域 22
6.3打印機(jī)價(jià)格 22
6.4打印服務(wù) 23
6.5全球銷售額預(yù)測(cè) 24
七.目前的推廣/應(yīng)用的局限處/瓶頸 24
7.1成本(耗材的價(jià)格) 24
7.2打印材料(耗材)的多樣性/可用性 25
7.3打印的精度 25
7.4打印的速度 25
7.5成品力學(xué)性能 26
7.6用戶對(duì)3D繪圖軟件/CAD軟件的掌握 26
7.7知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù) 26
八.公開的資源/資料 27
8.1金屬3D激光打印視頻 27
8.2開源3D打印機(jī) 27
九.個(gè)人初步感覺/建議 29
十.附一些名詞解釋 29
10.1粉末冶金 29
10.2摻鐿光纖激光器 30
10.3振鏡技術(shù) 31
作者:健朗王威達(dá),,2012年11月
本文是作者個(gè)人對(duì)3D打印技術(shù)(較側(cè)重激光金屬3D打印這塊)的初步調(diào)研報(bào)告,是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)材料整理而成,,給有興趣關(guān)注,、了解或從事3D打印技術(shù)、3D打印機(jī)和3D打印應(yīng)用服務(wù)的個(gè)人(發(fā)燒友)和普通公司提供入門時(shí)的參考,。本文數(shù)據(jù)和案例均引用自互聯(lián)網(wǎng),,故個(gè)別數(shù)據(jù)和觀點(diǎn)之間會(huì)有沖突的地方,都擺出來(lái),供讀者自行判斷,。
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sls金屬3D打印機(jī)初步調(diào)查報(bào)告
2014-8-22 20:17 上傳
sls金屬3D打印機(jī)初步調(diào)查報(bào)告PDF完整版游客,,如果您要查看本帖隱藏內(nèi)容請(qǐng) 回復(fù)
這款sPro 250 SLM商用型金屬3D打印機(jī)為目前比較先進(jìn)的制造系統(tǒng),能夠提供長(zhǎng)達(dá)為320毫米(12.6英寸)的高工藝金屬零件,,具有出色的表面光潔度,、精細(xì)的功能性細(xì)節(jié)與嚴(yán)格的公差�,?梢赃x擇廣泛范圍的金屬合金使用,,包括鋁和鈦。
sPro 250 SLM商用型金屬3D打印機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域包括產(chǎn)品質(zhì)量原型的功能測(cè)試,,具有有機(jī)或高度復(fù)雜的幾何形狀,。快速小批量制造金屬部件的其他應(yīng)用范例包括:定制醫(yī)療植入物,、輕量級(jí)航空航天和賽車部件,、高效散熱片、帶有隨形冷卻管道的注塑模具鑲件,,以及牙帽,、牙冠和牙橋。
SLM工藝使用高功率激光逐層熔化直接來(lái)自CAD數(shù)據(jù)的金屬細(xì)粉末,,以創(chuàng)建功能性金屬部件,。每一層操作完后重新噴粉機(jī)系統(tǒng)將堆積厚度范圍從20到100微米的一個(gè)新粉末層。SLM系統(tǒng)采用市售的氣體霧化金屬粉末產(chǎn)生完全致密的金屬零件,,包括不銹鋼,、鈦、鈷鉻合金及工具鋼的材料,。這些系統(tǒng)在設(shè)計(jì)伊始均考慮到工具庫(kù)或工人的需求,,帶有一個(gè)簡(jiǎn)單的觸摸屏用戶界面,便于管理粉末處理系統(tǒng),,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,。只需選擇滿足客戶特定應(yīng)用需求的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)與材料。
3D打印技術(shù)在美國(guó)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,,目前有兩家3D打印機(jī)制造巨頭,,分別是Stratasys(開發(fā)制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)之一FDM)和3D Systems(3D打印技術(shù)的創(chuàng)始者),均在美國(guó)納斯達(dá)克上市,,2011年?duì)I業(yè)收入分別為1.7億美元和2.9億美元,。2011年3D打印市場(chǎng)規(guī)模17.1億美元。不過(guò),,這一數(shù)字僅占全球制造市場(chǎng)的0.02%,。
以色列objet公司(http://www.objet.com.cn):Objet是快速成型和快速制造的光固化技術(shù)先鋒,開發(fā)者,生產(chǎn)商及高精度,,高分辨率三維打印方案的全球市場(chǎng)推廣者,。Objet系統(tǒng)都是基于經(jīng)過(guò)市場(chǎng)證明的自身專利技術(shù)的光敏樹脂噴射技術(shù),使得極為復(fù)雜的三維部件都可以以高品質(zhì),,高精度和高速度打印出來(lái),。Polyjet的打印頭類似于行式打印機(jī),沿著X軸前后滑動(dòng),,在成型室里鋪上一層超薄的光敏樹脂,。每鋪完一層后,噴頭架邊上的紫外光球立即發(fā)射紫外光,,快速固化和硬化每層光敏樹脂,。這一步驟減少了使用其他技術(shù)所需的后處理過(guò)程。每打印完一層,,機(jī)器內(nèi)部的成型底盤就會(huì)極為精確地下沉,,而噴頭繼續(xù)一層一層地工作,直到原型件完成,。精密的工具軟件保證了所有的噴頭能協(xié)調(diào)運(yùn)作,,能同步地往底盤上噴射等量的材料。這就產(chǎn)生了特別平坦和光滑的表面,。成型時(shí)使用了兩種不同的光敏樹脂材料:一種是用來(lái)成型實(shí)體部件的成型材料,,另一種類膠體的用來(lái)支撐部件的支撐材料,。支撐結(jié)構(gòu)的骨架先提前預(yù)排好程序用來(lái)配合復(fù)雜的成型件(如空腔,,懸垂,底切,,薄壁的截面),。成型完成后,只用一個(gè)水噴頭就可以輕易地移除支撐材料,,留下光滑的表面,。
南非科工研究理事會(huì)國(guó)家激光中心研究人員在激光添加制造技術(shù)(Additive Manufacturing),一種最新的快速成型制造技術(shù)上取得突破,。該項(xiàng)技術(shù)的概念試驗(yàn)論證顯示,,其生產(chǎn)速度是現(xiàn)有的可商業(yè)化的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的8.3倍。目前,,利用該技術(shù)可以生產(chǎn)不超過(guò)500毫米的小尺寸部件,,而當(dāng)日揭牌的Aeroswift項(xiàng)目將致力于制造2mx0.5m 的大尺寸部件。這將有助于南非航空制造公司Aerosud在三年內(nèi)躋身世界航空結(jié)構(gòu)件制造的先進(jìn)行列,。
南非科工研究理事會(huì)與Aerosud公司共同承擔(dān)了南非科技部資助的Aeroswift項(xiàng)目,,旨在開發(fā)制造速度快批量大的激光添加快速成型技術(shù),為全球航天業(yè)制造金屬鈦部件。Aeroswift項(xiàng)目的關(guān)鍵是5千瓦IPG單光纖激光二極管發(fā)生器,,它是激光添加制造技術(shù)的核心,。國(guó)家激光中心希望在2012年底、2013年初完成該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備的安裝與測(cè)試工作,,之后將其拆分,,運(yùn)至Centurion的航天谷,在那里重新組裝并投入生產(chǎn),。
南非Aerosud公司總經(jīng)理在談到其發(fā)展目標(biāo)時(shí)表示,,2013年該技術(shù)將在試驗(yàn)廠投入使用,然后再用一至兩年時(shí)間進(jìn)行實(shí)際開發(fā)并獲得生產(chǎn)資質(zhì),,2015年實(shí)現(xiàn)與全球航空公司合作,,為其提供小批量、高附加值,、復(fù)雜的鈦金屬部件,。
3.2國(guó)外打印案例(用3D打印機(jī)打印出來(lái)的東西)
2010年3月,一位名為恩里科·迪尼(Enrico Dini)的發(fā)明家設(shè)計(jì)出了一種神奇的3D打印機(jī),,它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑,。據(jù)恩里科·迪尼介紹,這種打印機(jī)的原料主要是沙子,。當(dāng)打印機(jī)開始工作時(shí),,它的上千個(gè)噴嘴中會(huì)同時(shí)噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會(huì)將沙子粘成像巖石一樣堅(jiān)固的固體,,并形成特定的形狀,,然后只需要按照預(yù)先設(shè)定的形狀一層層噴上這種材料,最終就可以“打印”一個(gè)完整的雕塑或者教堂建筑,。(打印房子http://v.youku.com/v_show/id_XNDM3NDQ3MDAw.html)
美國(guó)南加州大學(xué)Behrokh Khoshnevis教授預(yù)計(jì),,截至2050年,使用石灰,、水泥為耗材的“3D打印房子”將實(shí)現(xiàn),,20小時(shí)內(nèi)就能打印出一套房子,住5~10年都沒有問(wèn)題,。
意大利設(shè)計(jì)師Marco Giubelli使用三維打印機(jī),,幫助客戶打印出了一個(gè)90米長(zhǎng)大壩的3D模型,展示大壩建成后的樣子,。
2011年,,世界上首款應(yīng)用3D打印技術(shù)的汽車“Urbee”在經(jīng)過(guò)15年的艱苦研制后在加拿大亮相,這輛名為“Urbee”的汽車包括玻璃嵌板在內(nèi)的所有外部組件都是通過(guò)大型3D打印設(shè)備生產(chǎn),。
醫(yī)療行業(yè)也已利用3D打印機(jī)進(jìn)行手術(shù)用骨骼部件的打印,。據(jù)英國(guó)廣播公司(BBC)網(wǎng)站2012年2月6日?qǐng)?bào)道,,2011年6月,荷蘭一位顎骨感染的83歲老人成功安裝3D打印機(jī)使用MRI數(shù)據(jù)打印的定制下巴植入物,。比利時(shí)哈塞爾特大學(xué)宣布,,比利時(shí)和荷蘭的科學(xué)家利用三維(3D)打印技術(shù)制成了首個(gè)完整的鈦基下顎,并成功將其移植給了一位83歲的老婦,,這表明精準(zhǔn)的3D打印技術(shù)可用于人體骨骼和器官的移植,。科研人員通過(guò)核磁共振成像(MRI)獲取了病患下顎的準(zhǔn)確形狀,,并利用激光燒結(jié)3D打印機(jī)融化鈦微粒,,使其一層層融合,直至重塑出病患下顎的模型,,卻無(wú)需使用任何黏合劑,。這種名為“附加生產(chǎn)”的技術(shù)利用高精度激光束,連續(xù)熔化很薄的鈦金屬粉末來(lái)制造器官,。每層鈦粉末都與上一層的截面黏合,。1毫米厚度需要熔化33層鈦金屬粉末,而制造整個(gè)下顎則需要熔化數(shù)千層鈦粉末,。其外面也覆蓋了與生物相容的陶瓷層,,以便它附著于患者的面部。與傳統(tǒng)的制造方法相比,,3D打印技術(shù)使用的材料更少,,生產(chǎn)時(shí)間也更短。此前最大規(guī)模的3D打印移植是2008年于芬蘭實(shí)施的半個(gè)上頜骨移植,,科學(xué)家通過(guò)將3D打印的鈦微粒融入干細(xì)胞中,,并植入病患的腹部才培養(yǎng)出了與生物兼容的組織。比利時(shí)3D打印公司Layerwise的總經(jīng)理彼得・莫瑟里斯也表示,,這僅僅是個(gè)開始,,“附加生產(chǎn)”技術(shù)可使LayerWise生產(chǎn)出更復(fù)雜的,、符合病人需求的器官或移植物,,在未來(lái)應(yīng)用于更廣范圍的移植手術(shù),而不僅限于人類骨骼結(jié)構(gòu)的移植
代表性的企業(yè)/高校和3D打印機(jī)產(chǎn)品
中國(guó)從1994年開始研究3D打印,,北京隆源公司于1995年成功研發(fā)了一臺(tái)AFS激光快速成型機(jī),,隨后華中科技大學(xué)也研制出了SLS快速成型機(jī)。
由亞洲制造業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合華中科技大學(xué),、北京航空航天大學(xué),、清華大學(xué)等權(quán)威科研機(jī)構(gòu)和3D行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)共同發(fā)起的中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式宣告成立:2012年10月15日下午,由亞洲制造業(yè)協(xié)會(huì)組織召開的中國(guó)3D打印技術(shù)研討會(huì)在北京國(guó)際飯店舉行,,與會(huì)專家學(xué)者和企業(yè)家分別就“3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀與前景展望”,、“3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合”,,“我國(guó)3D打印技術(shù)與國(guó)際差距”,“3D打印技術(shù)的技術(shù)障礙和應(yīng)用”等議題展開深入研討,。
在研討會(huì)上,,通過(guò)了《中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟章程》,選舉產(chǎn)生了組織機(jī)構(gòu),,北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院王華明教授被推舉為首任理事長(zhǎng),,華中科技大學(xué)史玉升教授被推舉為第一副理事長(zhǎng),亞洲制造業(yè)協(xié)會(huì)CEO羅軍,,湖南華曙高科有限公司總裁許曉曙,,南京紫金立德電子有限公司總裁連寧被推舉為副理事長(zhǎng),清華大學(xué)顏永年教授被推舉為首席顧問(wèn),,武漢濱湖機(jī)電科技公司,、中航激光公司、無(wú)錫飛而康快速制造公司,,杭州銘展網(wǎng)絡(luò)公司,、昆山永年先進(jìn)制造公司、以色列objet公司被推舉為創(chuàng)始會(huì)員,。
與會(huì)專家一致認(rèn)為,,3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造,,是傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料的完美結(jié)合,。當(dāng)前,我國(guó)在3D打印技術(shù)的核心領(lǐng)域已經(jīng)與美國(guó)3D公司,,以色列objet公司等國(guó)際巨頭基本處于同一水平,。但是,在材料和軟件開發(fā),,裝備等方面,,還有一定的差距。
據(jù)了解,,國(guó)內(nèi)快速成型系統(tǒng)的科研團(tuán)隊(duì)主要包括清華大學(xué)顏永年團(tuán)隊(duì),、華中科技大學(xué)史玉升研究團(tuán)隊(duì)、西安交通大學(xué)盧秉恒團(tuán)隊(duì),,及北京航空航天大學(xué)王華明團(tuán)隊(duì)等,。
北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院王華明教授是國(guó)內(nèi)激光成型技術(shù)的領(lǐng)軍人物。王華明教授:航空材料與結(jié)構(gòu)研究部“首席科學(xué)家”,,國(guó)內(nèi)激光制造的學(xué)術(shù)帶頭人,,“北航團(tuán)隊(duì)”領(lǐng)頭人,在鈦合金結(jié)構(gòu)激光快速成型工藝,、成套工藝裝備及工程化的研究方面有十多年的研究經(jīng)驗(yàn)(搞了十多年了哦),。從媒體報(bào)道及學(xué)術(shù)文章看,,王教授提出“激光熔覆多元多相過(guò)渡金屬硅化物高溫耐磨耐蝕多功能涂層材料”研究新領(lǐng)域,研制出迄今世界最大,、擁有核心關(guān)鍵技術(shù)的飛機(jī)大型整體鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形工程化成套裝備,,制造出中國(guó)最大的大型整體鈦合金飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)件,并通過(guò)裝機(jī)評(píng)審,。我國(guó)成為目前世界上唯一掌握飛機(jī)鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)并實(shí)現(xiàn)裝機(jī)應(yīng)用的國(guó)家,。王教授論文主要集中在激光加工航空部件領(lǐng)域,研究主要集中在工藝和材料上(目前研究方向?yàn)椤岸ㄏ蛏L(zhǎng)柱晶鈦合金激光區(qū)域約束熔鑄冶金材料制備與發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等復(fù)雜零件激光直接成型新技術(shù)”等,。但由于技術(shù)的相通性,,其成果也可以應(yīng)用于其它大型金屬結(jié)構(gòu)件)。在該領(lǐng)域的研究領(lǐng)先全球,,具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),。
北航與沈飛601所研制出全世界最大的激光成型鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件:http://blog.sina.com.cn/s/blog_489f647f010182xh.html
在解決激光成形過(guò)程中零件嚴(yán)重“變形開裂”和內(nèi)部缺陷和內(nèi)部組織”控制等長(zhǎng)期制約該技術(shù)發(fā)展的重大“瓶頸難題”上,除北京航空航天大學(xué)取得了可喜突破外,國(guó)內(nèi)外迄今一直未能取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,致使目前大型金屬構(gòu)件激光快速成形技術(shù)研究在國(guó)際上落入“低潮”,國(guó)際上大部分從事激光快速成形技術(shù)研究的單位大多轉(zhuǎn)向零件“激光修復(fù)”領(lǐng)域。
2012年8月25日,,南風(fēng)股份公告決定投資“重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”,。 據(jù)披露,這種技術(shù)廣義的說(shuō)法就是國(guó)際上流行的3D打印技術(shù),,以金屬粉末,、絲材為原料,通過(guò)高能束熔化沉積“直接生長(zhǎng)”,,從CAD模型完成高性能重大型金屬構(gòu)件成型,。項(xiàng)目總投資為1.7億元,內(nèi)容包括重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)的研發(fā),、工程化裝備的研制以及產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施,,應(yīng)用前景在核電、火電,、水電,、冶金、化工,、船舶等行業(yè)高端重型裝備制造等領(lǐng)域,。所需資金由控股51%的子公司南方風(fēng)機(jī)研究所自籌。而南方風(fēng)機(jī)研究所的二股東,、持股31%的王華明可謂該3D打印領(lǐng)域國(guó)內(nèi)最權(quán)威的專家之一,,王華明現(xiàn)任北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,、“北京市大型關(guān)鍵金屬構(gòu)件激光直接制造工程技術(shù)研究中心”主任、“大型整體金屬構(gòu)件激光直接制造教育部工程研究中心”主任,。
問(wèn):公司投資的3D打印項(xiàng)目市場(chǎng)前景怎樣,?
南風(fēng)公司:這個(gè)項(xiàng)目嚴(yán)格意義來(lái)說(shuō)不算是“3D打印”,,3D打印是指針對(duì)微型產(chǎn)品,我們則是針對(duì)重型金屬構(gòu)件,,應(yīng)用領(lǐng)域不同,,這個(gè)不能混為一談。(注:這只是南風(fēng)公司的觀點(diǎn))
問(wèn):出過(guò)樣品嗎,?
南風(fēng)公司:已經(jīng)有一些核電方面的樣件做出來(lái)了,。
在南風(fēng)股份之前,中航重機(jī)也瞄上了王華明研究團(tuán)隊(duì),。在2011年7月,,中航重機(jī)加上中航(沈陽(yáng))高新科技有限公司、中航投資控股有限公司(現(xiàn)ST航投),、北京工業(yè)發(fā)展投資管理有限公司,、北京北航資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限公司、王華明及其研發(fā)團(tuán)隊(duì)等6家合資創(chuàng)辦中航激光(“中航天地激光科技有限公司”),,注冊(cè)資本1億元,,中航重機(jī)持股20%。中航激光正在實(shí)施“大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)”產(chǎn)業(yè)化,。為激光快速成型技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化搭建了平臺(tái),。中航激光主要發(fā)展激光快速成型技術(shù),以鈦合金等金屬粉末為原料,,通過(guò)激光熔化逐層沉積(“生長(zhǎng)制造”),,直接由零件CAD模型一步完成高性能大型整體結(jié)構(gòu)件的成型("近凈成形")。激光快速成形技術(shù),,通過(guò)"技術(shù)創(chuàng)新",,擺脫對(duì)傳統(tǒng)大型鍛造等重型高端裝備的依賴,為我國(guó)大型整體鈦合金結(jié)構(gòu)件等高端裝備零部件的"制造技術(shù)瓶頸"提供了一條新的技術(shù)途徑,,在航空,、航天、船舶,、核能等高端裝備制造以及高端民品零部件加工等領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值和較為廣闊的應(yīng)用,。中航激光的激光快速成型技術(shù)具有成本低、制造周期短,、零件材料利用率高等特點(diǎn),,居于世界領(lǐng)先地位。
上面提到的王華明,,與南方風(fēng)機(jī)研究所股東王華明為同一人,。也就是說(shuō),中航重機(jī)與南風(fēng)股份的技術(shù)靠山,,都是北航,。中航重機(jī)與北航合作發(fā)明了鈦合金大型結(jié)構(gòu)件激光快速成型新工藝,,研制出具有一系列 “原創(chuàng)”核心關(guān)鍵技術(shù)、迄今世界最大的大型鈦合金結(jié)構(gòu)件,。2009年10月,,北航與上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所用時(shí)不到兩個(gè)月,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首架大型客機(jī)C919機(jī)頭工程樣件Ti-6Al-4V鈦合金主風(fēng)檔窗框大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的激光成型制造,、熱處理,、數(shù)控加工和交付應(yīng)用,同時(shí)也是世界上首次實(shí)現(xiàn)激光成型鈦合金構(gòu)件在民用客機(jī)研制上的應(yīng)用,。
問(wèn):中航激光如今業(yè)務(wù)怎樣,?
中航激光公司:已經(jīng)在做一些鈦合金、高溫合金產(chǎn)品,,現(xiàn)在做的都還是軍用品,。
問(wèn):以后打算怎么發(fā)展,?
中航激光公司:打算立足航空,,然后向其他方向拓展,,但沒必要向下延展,,我們做的都是高端產(chǎn)品,。
銀邦股份亦是同樣在借力的淘金者,。2012年8月15日,,銀邦股份與無(wú)錫安迪利捷貿(mào)易有限公司簽訂框架協(xié)議,,合資成立飛而康快速制造科技有限責(zé)任公司,,新公司主營(yíng)業(yè)務(wù)暫定為高密度,、高精度粉末冶金零件、各類新材料與復(fù)雜部件的研發(fā),、生產(chǎn),、銷售。其中主營(yíng)業(yè)務(wù)中有部分產(chǎn)品涉及激光快速成型技術(shù),,該技術(shù)是金屬3D打印技術(shù)中的一種,。將利用3D打印技術(shù)之一的激光快速成型技術(shù),生產(chǎn)高密度,、高精度粉末冶金零件以及醫(yī)療器械零部件等產(chǎn)品,。資料顯示,銀邦股份的合作伙伴無(wú)錫安迪利捷貿(mào)易有限公司的實(shí)際控制人為吳鑫華,,現(xiàn)任英國(guó)伯明翰大學(xué)多學(xué)科研究中心教授,、先進(jìn)材料設(shè)計(jì)和加工研究室主任以及英國(guó)材料協(xié)會(huì)院士。
問(wèn):3D打印生產(chǎn)所需的3D打印機(jī)設(shè)備從何而來(lái),?金屬粉末原料是公司自己生產(chǎn)的產(chǎn)品嗎,?
公司:我們的生產(chǎn)設(shè)備是從歐洲進(jìn)口的,生產(chǎn)所需的金屬粉末原料暫時(shí)也是從國(guó)外進(jìn)口的。未來(lái)公司將自己進(jìn)行金屬粉末的生產(chǎn),。
NBD:既然生產(chǎn)設(shè)備是公司進(jìn)口的,,如果其他公司進(jìn)口同樣的設(shè)備,,是不是也能生產(chǎn)出與公司相類似的產(chǎn)品,?
公司:不可否認(rèn),生產(chǎn)設(shè)備是非常關(guān)鍵的,,但并不是說(shuō)有設(shè)備就能輕易生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,,還涉及一系列關(guān)鍵的技術(shù)和工藝參數(shù),這些對(duì)最終成品的性能有重要影響,。
華中科技大學(xué)史玉升研究團(tuán)隊(duì)正力圖通過(guò)武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司使研究成果商業(yè)化,,濱湖機(jī)電的股東中就有資本市場(chǎng)聲名顯赫的深圳創(chuàng)新投資集團(tuán)。
在經(jīng)過(guò)近20年的研發(fā),,國(guó)內(nèi)的3D打印設(shè)備也在不斷取得突破,,華中科技大學(xué)材料學(xué)院副院長(zhǎng)史玉升教授的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的1.2米×1.2米的“立體打印機(jī)”(基于粉末床的激光燒結(jié)快速制造裝備),是目前世界上最大成形空間的快速制造裝備,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)外同類裝備水平,,并因此獲得2011年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
據(jù)了解,,從1991年開始,,華中科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開始快速制造技術(shù)研發(fā)工作(研發(fā)了20年哦),2002年開發(fā)出工作面為0.5米×0.5米的裝備,,超過(guò)了當(dāng)時(shí)代表國(guó)際最先進(jìn)水平的美國(guó)3D系統(tǒng)公司,;2005年研制出了工作面達(dá)1米×1米的裝備,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)外同類裝備,。隨后,,史玉升研究團(tuán)隊(duì)在“大工作面粉床預(yù)熱溫度場(chǎng)均勻控制裝置及方法”和“高強(qiáng)度大型激光燒結(jié)制件的粉末材料制備及成形工藝”等影響大型復(fù)雜制件整體成形的關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破,研制成功工業(yè)級(jí)的1.2米×1.2米快速制造裝備,,這是世界上最大成形空間的此類裝備,,超過(guò)德國(guó)EOS公司最大成形空間0.73米×0.38米和美國(guó)3D系統(tǒng)公司0.55米×0.55米的同類產(chǎn)品,使我國(guó)在快速制造領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平,。
這項(xiàng)技術(shù)與裝備的研發(fā)解決了新產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng),、成本高、市場(chǎng)響應(yīng)慢,、柔性化差等問(wèn)題,,尤其適合動(dòng)力裝備、航空航天,、汽車等高端產(chǎn)品上關(guān)鍵零部件的制造,。如空心渦輪葉片、渦輪盤、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管,、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋,,企業(yè)一旦擁有此技術(shù),其產(chǎn)品更新?lián)Q代能力明顯改善,,競(jìng)爭(zhēng)力可以顯著提高,。史玉升教授研究團(tuán)隊(duì)的重要骨干黃智告訴記者,廣西玉柴機(jī)器股份有限公司運(yùn)用該技術(shù)生產(chǎn)六缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,,一個(gè)星期內(nèi)可以整體成形出四氣門六缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋砂芯,。而采用傳統(tǒng)的砂型鑄造試制方法,僅工裝模具的設(shè)計(jì)制造周期通常需要5個(gè)月左右,。
(插入一句點(diǎn)評(píng):為何上面標(biāo)黑的字里面 頻頻出現(xiàn) 所謂的在“高端”領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值呢,,請(qǐng)繼續(xù)往下閱讀,原因請(qǐng)參見第七節(jié)里的內(nèi)容)
據(jù)悉,,已有200多家國(guó)內(nèi)外用戶購(gòu)買和使用這項(xiàng)技術(shù)及裝備,,為我國(guó)關(guān)鍵行業(yè)核心產(chǎn)品的快速自主開發(fā)提供了有力手段。我國(guó)一些鑄造企業(yè)應(yīng)用該技術(shù)后,,將復(fù)雜鑄件的交貨期由傳統(tǒng)的3個(gè)月左右縮短到10天左右,,我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商將大型六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋砂芯研制周期由傳統(tǒng)方法的5個(gè)月左右縮短至一周左右。2010年該技術(shù)被歐洲空客公司(Airbus)等單位選中,,聯(lián)合承擔(dān)了歐盟框架七項(xiàng)目,,用于輔助航空航天大型鈦合金整體結(jié)構(gòu)件的快速制造。
華中科技大學(xué)材料學(xué)院副院長(zhǎng),、快速制造中心主任史玉升教授表示,,開發(fā)大成形空間的激光快速制造技術(shù)與裝備是國(guó)際先進(jìn)制造領(lǐng)域的一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)方向,也是決定快速制造技術(shù)走向工業(yè)化應(yīng)用的難點(diǎn)之一,。這種基于粉末床的激光燒結(jié)“立體打印”技術(shù),,獲得了2011年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng),1.2米×1.2米工作面的世界最大“立體打印機(jī)”入選兩院院士評(píng)選的2011年中國(guó)十大科技進(jìn)展,。
快速制造中心引進(jìn)機(jī)械,、信息、光學(xué),、計(jì)算機(jī),、自動(dòng)控制、力學(xué),、新型材料等領(lǐng)域的人才,,開展交叉學(xué)科研究。20年來(lái),,快速制造中心已從最早的不到10人,,發(fā)展到100多人,,成為目前華中科技大學(xué)最大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)之一,人員構(gòu)成涉及多個(gè)學(xué)科,。(點(diǎn)評(píng):人員規(guī)模不小啊,,多學(xué)科交叉研究)
近來(lái),,快速制造中心主攻生物制造的博士生張升十分忙碌,。多家醫(yī)院希望與他展開合作,利用相關(guān)技術(shù)來(lái)制作牙齒,。這不但可以降低傳統(tǒng)造牙的成本,,還可以一對(duì)一地訂制假牙齒,。浙江某飾品公司的負(fù)責(zé)人也專程前往該中心,,希望能得到技術(shù)支持。
3D打印尚未形成商用:
在今年7月17日富士康的技術(shù)發(fā)表大會(huì)上,,華中數(shù)控受邀參加,,當(dāng)時(shí)展出的產(chǎn)品就提到3D打印設(shè)備,。華中數(shù)控也被資金搞成3D打印概念股并不奇怪,,因?yàn)楣緦?shí)際控制人華中科技大學(xué)在從事3D打印的研究,并且已經(jīng)有所成就,。
華中科技大學(xué)于1991年成立快速制造中心,;1998年史玉升教授進(jìn)入該中心工作,開始負(fù)責(zé)如何用各種粉末材料快速造出各種任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件,;近1年研發(fā)后,史玉升教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)造出了一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo),。而如今,,史玉升帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已造出1.2米×1.2米工作面、基于粉末床的激光快速制造裝備,。
問(wèn):公司給富士通提供什么3D打印設(shè)備,?
華中數(shù)控公司:我們只是參加了一個(gè)展會(huì),沒有提供過(guò)設(shè)備,。
問(wèn):公司是否有3D打印業(yè)務(wù)?
華中數(shù)控公司:我們主營(yíng)是數(shù)控,,3D打印這塊在跟華中科技大學(xué)數(shù)控工程中心合作研發(fā),,但目前還沒有形成商用,處于研發(fā)階段,。
上海交大(上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院)3D打印實(shí)驗(yàn)室,,打印材料是PSB塑料、液態(tài)光敏樹脂,打印頭骨模型,。上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院、數(shù)字醫(yī)學(xué)教育部工程研究中心副主任王成燾教授,、袁建兵。王成燾認(rèn)為,,自己在骨科的研發(fā)已基本成熟,,如今,他們計(jì)劃開拓新的領(lǐng)域:組織,、器官,。國(guó)外的一些科研團(tuán)隊(duì),、IT企業(yè)已成功實(shí)現(xiàn)了器官在計(jì)算機(jī)的三維重建,、手術(shù)設(shè)計(jì)等。要3D打印組織,、器官,,軟件的開發(fā)是基礎(chǔ)工程,。
承擔(dān)為宇航員量身打造“賦型緩沖減振坐墊”任務(wù)的天津大學(xué)快速成型中心。首位女航天員與另外兩位男航天員的座墊由天津大學(xué)快速成型中心承擔(dān)研制,。天津大學(xué)快速成形中心主任崔國(guó)起,。
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