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  • 发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程

    发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程

    涡轮叶片是发动机最重要的零件之一,采用的材料价格往往非常昂贵。作为典型的自由曲面零件,涡轮叶片的一个重要特点就是薄,加工时易变形,并且材质通常为蒙乃尔合金、INCONEL、钛和镍为基础的难加工合金材料,更增添了加工的困难度,同时对加工工艺与加工用的刀具提出了更高的要求。本期我们展示叶片的数控加工、3D打印以及铸造工艺。一. 数控加工工艺 涡轮叶片的数控加工过程叶片的数控加工工艺,包含装夹方法、数控编程、切削工艺、颤振抑制、在线检测、辅助工艺等。材料浪费严重数控加工工艺对材料的浪费极为严重。二. 3D打印工艺 电子束熔融技术制造涡轮叶片包括西门子和霍尼韦尔在内的公司已经开始使用3D打印制造涡轮叶片。3D打印的制造优势不仅体现在节省材料、降低成本,更体现在大幅缩短叶片的生产制造时间。西门子工程师采用增材制造技术生产的一种新型燃气轮机叶片,从设计到生产的整个周期可以从两年缩短至两个月,大大提高了生产效率。西门子采用激光打印技术制造涡轮叶片三. 铸造工艺涡轮叶片铸造工艺主要由模具制造(包括外形模具和型芯模具)、制芯、制蜡模、制壳、浇注、脱壳脱芯、检验等主要工序组成。叶片陶瓷型芯包裹型芯的蜡模待浇注的型壳高温浇注叶片铸件完成加工的涡轮叶片叶片铸件表面无金属光泽,通过后续的机加、打孔、抛光打磨等工序后,才是我们通常见到的状态。这道工序对于3D打印的叶片也是必不可少的。END除上述加工方式外,涡轮叶片还有多种加工方式,为保证安全运转,叶片还需要经过尺寸和形状检测以及裂纹检测等。相比较而言,3D打印相比数控加工和铸造有着很多优势,但有时候还要根据使用情况的不同选择最佳的制造方式,如单晶叶片等,3D打印目前还无法实现。欢迎转发延伸阅读:发动机制造:雄起的中国航空几种金属打印的特点及在航空领域存在的问题---广告--- 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程
  • 关于3D打印的十大理解误区(一)

    关于3D打印的十大理解误区(一)

    几年间,3D打印在全球范围内获得了极好的发展,从衣食住行到大工业生产,方面面都可以看到它的影子。它被各国政府所重视,被创客所推崇,很多少人认为其无所不能,认为它将推动第三次工业革命,颠覆传统的制造方式。然而我们可能并没有完全理解这门工艺所包含的所有内容,包括它的局限和不足,本期我们就来管窥一隅。1. 3D打印的成本误区3D打印最大的潜力是用于复杂产品制造,它所产生的制造成本并不会因为产品的复杂程度而发生改变,然而这并不意味着3D打印就降低了总体制造成本。这是因为基于增材制造的复杂产品的高昂成本被推向了设计端。在设计过程中,寻找或培训技术人员以及设计本身都需要花费大量时间和金钱,而且有可能还需要购买软件或各种插件。此外,增材制造的下游成本同样重要,对于复杂结构的后处理精加工以及检测也要付出成本,而且它会受到复杂性的影响。NASA火箭发动机喷嘴部件:打印完状态与抛光状态我们可以这样讲,3D打印本身不贵,但我们还需要为创意买单,同时创意又会造成附加成本。但尽管如此,一体式、复杂式制造不仅减少了零件数量,还带来了工作效率的提升。NASA材料工程师在马歇尔太空飞行中心的先进制造工厂在40小时内制造出了一体式火箭发动机喷射器,此前通过焊接这些零件制造相同部件则需要数月时间。增材制造使零件的复杂性和附加值都提升到一个新的水平。2. 设计无限制误区如今增材制造的工艺和材料种类越来越多,然而与传统加工相比,材料的范围仍然很小,而且每种工艺都有自己的极限,增材制造并非完全不受零件形状的约束。零件的形状会影响工艺设置一方面,材料的成本和可用性是主要的设计考虑因素,金属打印的成本比FDM要高,设备的构建体积也限制了部件尺寸。另一方面,增材制造虽支持复杂结构制造,但每种工艺却有着自己的局限性,参数化在给设计带来便利的同时也给理解设计边界带来了挑战。在设计时需要结合工艺考虑零件的最小壁厚、表面光洁度以及尺寸精度等内容。以模具为例,复杂流道的设计需要考虑到免于加支撑情况下最佳的内表面和形状。设计需要考虑工艺的局限性增材制造过程中,零件形状的改变,可能会对零件的整个制造过程发生改变,如零件的摆放方向、支撑结构以及精加工等都会因为设计的改变而改变。对于关键组件、标准化及需要认证的零件,可能需要对设计、材料或工艺的任何偏差进行重新认证,这会造成产品制造成本的大幅上升。因此,基于增材制造的设计应全面考虑产品的制造工艺及其限制因素。3. 无需装配及一体化制造误区增材制造的一体化制造特点可以减少零件数量从而实现子组件数量并缩短供应链,同时也可以带来成本的降低。然而,增材制造设备的加工尺寸仍然有限,许多部件也比现有机器可以生产的要大,需要两个甚至更多零件通过焊接或其他方式组装在一起。通用汽车和Autodesk工程师将座椅支架八个不同组件合并为一个3D打印部件考虑到因磨损、故障或其他因素造成的在役维护和维修,打印零件的配合和表面处理仍然至关重要。完全一体化的设计可能会妨碍粉末去除,甚至影响关键位置的后处理以及后期的维护和维修。4. 快速交货误区增材制造可以减少交货时间和库存,因为多个服务商可以在很快的时间内完成本地制造,然而这些优点通常适用于展示品、原型和非关键部件。但如果遇到关键用途部件或金属部件时,后处理操作的时间会非常长,甚至还可能会因为更换成型材料、排队等待后处理而花费更多时间。3D打印后处理尤其是金属打印后处理操作时间会非常长目前很多服务商会将设备专用于特定材料,并在内部建立专门的后处理操作,如热等静压、线切割以及表面处理工艺,以尽量保证必要的交货周期。5. 机器生产,无需人为干预误区对增材制造了解不多的人会觉得这门工艺无需人的介入就可以完成生产,然而在实际打印过程中却不得不面对可能的喷头堵塞、构建平台调平、更换电机甚至电子束或激光故障等问题。这些问题的存在并非是说如今技术水平不够高,而是为了说明增材制造需要人的参与去保证它的顺利生产。与此同时,增材制造工艺并不是通过一项简单的培训和学习就能完全掌握的。3D打印将趋向于未来自动化生产大多数设备的打印过程都无需人工干预即可运行,设备中安装了各种实时反馈和控制装置。许多设备尤其是国外品牌往往基于安全稳定运行和知识产权限制的考虑,使用户无法控制甚至知道更多操作方法和工艺参数,更不允许修改参数。高质量部件的生产需要对工艺过程有深入的理解然而高质量部件的制造尚需要理解工艺设置、过程控制以及后处理,这些均需要具备专门的知识。对于打印机而言,校准和维护等工作同样重要。篇幅所限,本期我们预先讨论这五个方面的内容,希望能够给应用端带来一些帮助。欢迎转发延伸阅读:焦点:3D打印大规模制造面临的挑战医疗:PEEK相较金属植入物的优势与不足使用3D打印维护战机有哪些隐忧金属粘结剂喷射技术:在进行批量生产时须考虑整个工艺链---广告--- 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):关于3D打印的十大理解误区(一)
  • “3D扫描+AI”,FingoS1敲开民用3D扫描仪市场大门

    “3D扫描+AI”,FingoS1敲开民用3D扫描仪市场大门

    3D扫描仪往往主打高精度、便携式、手持式这几个关键词,其目标是既方便使用又能具有极好的工业性能。随着3D打印逐渐走进课堂,与其相辅相成的3D扫描就显得有些尴尬,无论设备多么便携,操作起来仍需要较高的专业知识,而面对中小学生,传统的扫描设备仍然属于望而生畏的专业器材。那么有没有一款简单易操作,好玩又高效的扫描仪可以让中小学生感兴趣呢?在本届TCT展会期间,西安知象光电就推出了这样一款轻型智能化的扫描仪产品,它结合AI功能,将原本静止的扫描物体赋予各种动作,让产品拥有了生命,此举甚至引起了游戏设计师的青睐。结合AI功能的新型扫描仪这款名为FingoS1的3D扫描仪外观看起来更像一台ipad,不过它的功能却很丰富。集扫描、云计算、3D内容制作、动作交互功能于一身,产品集成度很高。与我们平时看到的工业扫描仪不同,FingoS1无需连接电脑,因此避免了各种连接线。工作台干净整洁,无线路烦恼与此同时,FingoS1搭载了6核处理器,采用“云”端计算和存储模式,可在10秒内完成标定,快速扫描并全自动融合拼接。设备精度可达0.1mm,而且自带彩色纹理贴图功能,7寸高清触摸屏也使其具有极好的观感和触感。FingoS1机体结构该产品的最大亮点是其借助人工智能实现了扫描物体的可塑化,内置的创意APP采用人工智能算法赋予了模型有趣的灵魂。扫描完成的模型通过用户自定义动作,可将其植入情景角色,实现游戏、ARVR等内容开发。内置AI功能赋予扫描物体生命 产品使用过程智能扫描设备的应用方向1. 应用场景落地家庭娱乐知象自主开发的3D内容制作APP—Fingoplay,可直接导入扫描模型,用户可自主制作3D动画和AR内容。Fingoplay将过去复杂、高难度、只有专业人士才能完成的模型建模、模型骨骼化、动作提取等基础工作全部实现智能化处理,普通消费者可以大开脑洞,立刻上手实践。赋予扫描模型生命,适用于家庭娱乐通过Fingoplay可以将天马行空的idea转化为好玩有趣的3D动画和游戏,体验3D科技为生活带来的乐趣。另外,Fingoplay也可在Android手机上使用,打开APP中的AR功能,就可让模型在现实场景下与用户做动作和语音互动,把电影中的“玩具总动员”带回自己家。用户也可以设计动作或者录制一段舞蹈视频上传至Fingoplay,经过智能化处理,可让模型按照预想的设计“表演舞蹈”2. 创客教育的寓教于乐新方案3D打印、3D扫描以及AR、VR,作为最新的科技在融入课堂方面一直找不到合适的途径,FingoS1+ Fingoplay提供了一套完整的3D建模和AR、VR动画制作课程。它可以满足教师最简化操作的教学需求和学生低成本实践的学习需求。将扫描后的模型赋予动作进行动画制作FingoS1基于Android7.1系统,可以在线升级扫描软件,支持各种应用下载,学生通过完成3D逆向建模、模型设计、AR/VR内容制作等一系列系统的3D成像+AI课程实践,不仅可以完成学校指定的课程目标,还能培养学生动脑动手的能力,直观体验人工智能技术。3D扫描与AI的结合,可以成为推广相关技术的创新方案。3. 为定制化设计用户提供高性价比的解决方案源于0.1mm的高精度扫描和1300万像素的纹理贴图,以及“0”成本的操作学习功能,FingoS1能够在极大程度上为电商、鞋类以及眼镜定制等厂家提供好用不贵、又能满足生产需要的建模和设计服务。它可以像使用普通Android手机一样简单,即刻完成扫描成像、模型处理和模型打印任务,解决了工业扫描仪在使用中缺乏专业知识的痛点。FingoS1自带纹理贴图功能ENDFingoS1的开发团队西安知象光电脱胎于西安交通大学,技术资本团队源于美国麻省理工学院、美国加州大学,国内清华大学、北京大学、西安交通大学和中科院西安光机所等科研单位。作为业内首款消费级3D扫描仪,FingoS1是真正能走入普通消费者生活中的产品。以云端计算和人工智能为代表的最新科技,将在5G时代衍生出更为丰富的应用场景。欢迎转发延伸阅读:颇多惊喜:3D扫描+手机终端+3D打印+易容---广告--- 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):“3D扫描+AI”,FingoS1敲开民用3D扫描仪市场大门
  • 2019 Asiamold & SIAF展览会:机器人与3D打印携手呈献智能制造新局面

    2019 Asiamold & SIAF展览会:机器人与3D打印携手呈献智能制造新局面

    2019年广州国际工业自动化技术及装备展览会(SIAF)将于3月10至12日在广州中国进出口商品交易会隆重举行。鉴于中国智能制造各项新科技的融合发展趋势,2019年SIAF展会将与Asiamold广州国际模具展览会一同呈献工业机器人与3D打印两大主题,展示工业自动化市场财富新亮点,指明智能制造未来大趋势!工业机器人与3D打印相生相促,协同效应引领新科技市场在中国智能制造加速发展的新时代,各项工业自动化新科技融合发展已是普遍趋势。机器人与3D打印的有效融合,不仅符合工业自动化新科技发展的大势,也将带来协同效应,从而形成工业自动化全新聚宝盆,并发展为市场投资新风口。工业机器人与3D打印的技术关系密切,相生相促。3D打印可以制造出机器人,机器人反过来又使3D打印技术更精细化。这方面的例子比比皆是:2017年4月,日本以3D打印技术高度仿真能力制作的医疗模拟机器人Mikoto引起日本医疗界声声惊叹。而相应的,德国公司KUKA制造的机器人手臂采用了灵活可变的机械设计,可沿不同复杂路径打印曲线,形成与蛛丝类似的具有结构强度的线材,引起业界声声赞叹。工业机器人与3D打印的融合带来众多双赢的技术硕果,体现新科技未来趋势,由此成为2019年SIAF展会和Asiamold展会备受瞩目的主题。工业机器人市场扶摇直上,智造名企集聚2019年SIAF展会工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备,也是智能制造业的支撑技术之一,属于信息化社会的新兴产业,与智造业未来趋势高度契合。近年来,随着国家政策的大力支持及产业转型升级需求的猛增,工业机器人行业扶摇直上。目前,工业机器人在智能制造生产过程中以先进技术代替人手进行繁琐的工序。随着机器人技术不断进步,市场对相关支援技术及附属配件如气动元器件、运动控制、传动系统、机械手臂、电线电缆、连接设备的需求大幅增长,为行业带来无限商机。有鉴于此,2019年SIAF将工业机器人作为重点主题之一:2.1馆将特别以机器人、智能装备为展示主题,云集工业机器人及其核心技术供应商。4.1馆以运动控制、传动技术为焦点,诠释相关技术在工业机器人方面的实际应用。到目前为止,展览面积达10,000平方,确定参展的机器人品牌及相关配件企业超过150家,部分参展企业如下:工业机器人展商及附属产品展商:罗庚、和柔电缆、镁伽、思普瑞、银光、威洛博、北京软体、太阳电线、东佑达、安川首钢、配天、镭晨、尔腾、一诺基业、耐克森、ATI 工业自动化等气动部件制造商、代理商:SMC、亚德客、气立可、EMC、金器工业、伙伴气动等伺服驱动器系列和运动控制展商:智赢、万鑫精工、纳博特斯克、哈默纳科、大族精密、威腾斯坦等3D打印众多企业齐聚2019年Asiamold展会随着3D打印新技术逐步实现小批量试生产,其应用已不再限于模具前期打样成型。新研发技术已经冲破了传统模具行业局限,展现巨大市场潜力。近年来,我国3D打印产业连续翻倍增长,规模=达到了14.5亿美元。国内的3D打印应用主要集中在航空航天、家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具等领域,技术优势几乎无可替代,市场前景极为广阔。有鉴于此,2019年Asiamold展会专门开辟亚洲3D打印专区,展出面积达2,000平方米,截止目前有60家企业参展,包括:PADT Inc、山东晨灿机械、天津清研智束、西安欧中材料、北京汇天威、上海复志、深圳光韵达、吴江中瑞、东莞安萨姆、西安非凡士机器人、科艺仪器、深圳摩方材料、北京天远三维、广州思看科技等。SIAF与Asiamold展会同期举办,重量级活动描绘智造未来2019年SIAF展会将再度与广州国际模具展览会(Asiamold)同期举行,除了通过展品向观众演示不同领域的先进技术,亦将广邀多家机器人制造及相关技术企业,举办多场演讲阵容强盛、内容丰富的研讨会,本届亮点包括:SIAF 重点研讨会对话隐形冠军2019:阐释传感器在智能解决方案的定位,从企业战略层面出发,分享未来发展的启示智能工业解决方案研讨会:围绕汽车制造、智能物流两大范畴,提供涵盖传感技术、视觉技术、传动技术、工业互联网等的智能解决方案Asiamold重点研讨会广州国际模具展览会研讨会:为本地及海外行业专家提供机会分享最新科研成果和案例分析,提供最新的模具解决方案第四届中国3D产业技术应用峰会:着实于3D打印技术在模具、工业生产中的解决方案和应用案例分析,为与会人员提供全新的智能制造生产技术扫码预登记,Pick精美礼品及高效观展预登记成功后,您将享受:现场预登记通道快速换证官方展会精美纪念品参与展前抽奖Pick Apple iPad Pro / 车载记录仪 / 智能运动手表等好礼参观咨询:周小姐 020-38251558-243SIAF微信: SIAF_Guangzhouwww.spsinchina.com欢迎转发---广告--- 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):2019 Asiamold & SIAF展览会:机器人与3D打印携手呈献智能制造新局面
  • 3D打印假肢设计师:做假肢别可怜别人,别自我感动

    3D打印假肢设计师:做假肢别可怜别人,别自我感动

    3D打印技术为假肢的设计与制造提供了新的机遇。在本次 TCT 3D打印展上,假肢设计师吴兆龙宣讲了他的假肢设计心得体会。肢乎共享假肢对其进行了梳理,本篇内容吴兆龙先生将以第一视角讲解假肢设计思路。3D打印假肢设计师吴兆龙先生受TCT邀请分享经验心得1. 假肢设计,别可怜别人用最简单的方式,概括我做的事情就是造假者。我来这里,是希望更多的力量进入假肢制造行业。如果说我是造假主犯,那么在座的诸位,未来有可能合作,大家都是帮凶。通过今天上午的展览,我受益匪浅。关于假肢设计第一条,我想说的是:"别可怜别人,别自我感动。"假肢,很多人第一次联想到的时候,往往和身残志坚,家庭贫困, 社会责任等等联系起来。但是实际接触过程中,你会发现,很多人,是不适合,不需要可怜的。不能因为某次事故,别人就一定要接受你的同情和可怜。没有手腕,一样自食其力我认识一位手腕离断用户,整个手腕以下都没有的。自己有飞行执照,爬上过珠峰。珠峰啊,我是想都没想过。我好好设计产品,没资格可怜人家,而且可怜别人会影响设计工作。2. 设计假肢,别自我感动我第一次了解到3d打印假肢的时候,是国外有机构为残疾人提供免费的FDM打印假肢。我是为这种模式感动了,多好啊,解决了残疾人收入低,假肢没有功能的大问题。我在百度【假肢吧】里发帖问大家有没有人需要。但是做出来之后,发现没人要,送人都送不出去。这不是说设计的不好,而是设计有些水土不服。我也分析过,发现问题是设计者和用户并不是站在同一个角度。吴兆龙设计的3D打印手指首先从设计上来说,免费的假肢,只能是用传统的FDM机器打印。除了必要的绳索外,其他部分甚至关节结构的螺栓都是打印出来的。这种设计结构对制作者来说,非常好,不需要购买额外的东西,就能制作出来。有的结构甚至支撑都设计好了。一个门外汉,培训一下午就能够打印组装。这是多好的设计啊。但是做出来,问用户怎么样?第一次问,人家说可以,再问用的如何,不搭理你了。持续不懈问下去,发现大家嫌丑。这是什么啊,造型太科幻,辣眼睛。表面层纹,穿戴不舒服,接受腔形状不适合等等。于是这里有个陷阱,大家知道你是好心,没挣钱,所以包容你,对产品也包容,但是最终效果是做的不合适,他不用。当时遇到这个问题,就会感觉用户不领情,心想:“能有就不错了,要啥自行车啊。你们这些用户怎么就不知道好坏呢,这是多好的设计啊。”自我感动的不以为然。后来读到庄子里面一句话,同则无好也化则无常也。意思是与万物同为一体,就不会有偏好偏私,与世界共同进化则不会停滞。你执着于自己的偏好,要求用户适应你,当然做不出真正好的东西啊。所以我开始选择新的设计思路。抛开现有方案,就当是为自己家人设计假肢,怎么好怎么来。手指关节设计累计用了一千多小时,假肢接受腔形状不好处理,用克隆粉给残肢取模,之后找人做3D扫描。FDM强度和精度不够,用光固化和尼龙烧结,都是塑料关节容易磨损,关节设计用螺丝钉,为了防止磨损加上金属管;控制角度不合适,设计的时候,装配精度为0.2毫米。打印出来色彩不好看,找人手工上色。抛开成本因素,我们的定制程度、耐用性、结构强度、后期处理等等都已经超过国外的设计了。3. 假肢用户,谨慎分辨,好用户是金子一开始我觉得对待残疾用户都一视同仁,但是事情的转机是遇到一个懂行的人。他一开始也是想定做一个500块价位通用型的假肢。后来聊的比较好,他主动说,更好的标准是什么,我说1500 ,我可以根据好手外形量身定做,他当时说好,之前的五百算作定金。做出来第一版,他觉得非常好,还给我发了一个红包。还拍摄了一个三十分钟的视频,视频里他用假手指操作工具箱里的所有工具,包括万用表,手电钻等等。让我很感动。轮船上的机械师第一版使用中发现不少的问题,很配合的提出来各种修改意见。后来我才知道,他是轮船上的机械师。你想要什么颜色,改;你觉得差了几毫米,缩放;细了一毫米,扩大。他这一个做了七八款设计。从成本上来算绝对亏了,但是收获一个超级用户,明确了中高端的设计思路。这一点是赚了的。目前这一款他非常满意。我觉得接下来可以推广了。他现在应该带着这个假肢上船了,继续做机械师工作。从这个例子上,可以看出,真正的好用户,会推着你走。有人说我骗人的,还有的都不认识你,上来就说你不行,国内做假肢的绝大部分是骗子。各种解释都听不进去。我说,你自己也做假肢这么久了,你去看看国内外有几个假肢设计师,你很厉害,大家都怕你,谁还搞设计呢?他再也没捣乱过。我今年打算为家庭贫困的儿童捐赠十二根手指,消息一发出来,就有人一上来就问,怎么送假手指啊,语气不客气没什么。但是他连孩子手指截肢的照片,也没有,让他画个示意图也提供不了。这应该不是需要假肢的人。佛法无边,还只渡有缘人呢,我帮不了他们。4. 3D打印假肢,市场份额,尽人事听天命稍微有些了解的人,可能会知道,我国的残指再植的成功率在百分之九十以上,但是当手指发生事故的时候,只有三分之一的情况适合做残肢再植手术,更多的是挤压伤和搅伤,没有条件做手术的。江浙沪,珠三角等区域,南京一家医院手指再植案例四五千例。有一篇报道指出,三年来珠三角断指无法再植数量预计十万。这个市场份额很尴尬,每年断指再植数量应该在六千到一万之间。每根手指预算如果是五百到一千块之间,也才一千万的市场份额。大公司肯定看不上这个市场份额,只能是打造小而精的企业模式。这个市场是不断萎缩的,但是消费水平是不断提升的。比如说现在机器代人降低了工伤,赔偿比较多,工厂日益注重安全。用户也愿意掏钱定制中高端的假肢。但是还有一些先天性无手指的儿童。由于人口基数,这件事情,也只能是在我们中国做起来。对于这种手指截肢,甚至没有专业名词,这是一个被人忽视,甚至无视的市场,恰好有个技术能够解决这个问题。如果是向上下游延伸的话,有些机电手假肢完全可以做到这个技术。我们目前正在设计半掌和腕离断假肢,这种假肢的造价在一到三万。但是小而精的企业要辐射全国,在前期宣传投入上就要有一定投入。市场份额,受伤总数下降,这件事能做多久呢,不清楚。国外的网站也是很久没有更新产品了,持续性投入是个问题。做这件事有很多人支持我,假肢装配技师,手外科大夫,后期处理的人等等,很遗憾我去看望他们的资金都没有。目前负债累累。我只能说:“尽人事,听天命吧!”欢迎转发延伸阅读:医疗奇迹:3D打印如何改善我们的生活医疗案例:3D打印气管支架用于复杂手术3D打印如何辅助医生手术,如何宽慰患者---广告---赞 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):3D打印假肢设计师:做假肢别可怜别人,别自我感动
  • 已将3D打印实际应用的代表企业及案例

    已将3D打印实际应用的代表企业及案例

    2019 年 TCT 增材制造展览会已经结束,从展览面积到参展企业的数量和类型,显示出3D打印市场的活跃与规模的快速增长。与往期不同,本届展会的质量有所提高,3D打印附加工艺链条的企业开始出现,很多企业在往产业细分应用领域努力。本期,我们介绍已经将3D打印实际应用的部分代表企业及其案例。1. 3D打印医疗应用2016年,全球3D打印医疗市场规模达到12.29亿美元,其中3D打印植入物市场规模达到8.23亿美元,预计到2024年3D打印医疗市场规模将达到96.39亿美元,其中植入物市场达到81.2亿美元。爱康医疗作为中国骨科植入物行业的领军企业,是中国第一家且唯一一家将3D打印技术商业化并应用于骨关节及脊柱置换植入物的医疗器械公司。先后获得国内金属3D打印植入物的CFDA注册许可(髋关节系统、人工椎体系统、椎间融合器系统)。金属3D打印植入物产品及技术在中国的应用达到世界先进水平,同时相关核心技术全部拥有自主知识产权。2. 航空航天知名市场研究公司Markets & Markets预测到2022年,航空航天3D打印市场的全球规模将从2017年的7.14亿美元猛增至30.57亿美元。航空科技是国际竞争的战略制高点,是国家安全和国际地位的重要保障。面对大型商用C919飞机这一国家战略研究重点,飞而康与中国商飞一起探索出一条将3D打印钛合金零件应用到C919 大飞机的创新之路。项目经历三年,成功突破了C919飞机用航空级钛合金复杂结构件的制造难题,实现了3D打印飞机用钛合金复杂结构件的规模化生产与应用,建立了民用航空领域涉及原材料—3D打印制造—后处理—性能检测整条生产链条的认证方案。3. 汽车市场研究公司 Allide Market Research 于2017年发布了一份汽车行业3D打印市场报告。该报告预测,到2022年,全球汽车行业3D打印市场将达到23.91亿美元。3D打印参与制造的LSEV汽车部件XEV公司是一家有欧盟注资、中国背景的新能源公司,总部位于香港。在欧盟有史以来最大的科研项目—“地平线2020”智能电动车项目竞标中,XEV首部车型“LSEV”击败了奥迪、雷诺、菲亚特等传统汽车巨头,脱颖而出。LSEV在改善机动性、减少拥堵、提高安全性方面表现突出,并且采用3D打印技术制造,以纯电为动能,是一款资源节约型的交通工具。4. 模具就模具制造业而言,3D打印的运用可以使模具制造的精确度更高、效果更好、速度也更快。如今,世界各国传统的模具制造业在一定程度上都受到了3D打印技术的冲击。在部分领域,3D打印甚至已经开始颠覆传统的模具制造技术,并与之形成竞争关系。图片来源:厦门华易迅科技有限公司利用3D打印工艺在模具内部做出随形水路,从而极大提升模具的冷却效率,缩短注塑周期。目前金属3D打印技术在欧美和日本已被深入运用于注塑模具量产。国内汽车制造商、家用电器生产商等也已经开始尝试使用金属3D打印技术进行模具直接制造。END3D打印只有贴近应用才能显示出它的独特魅力,本次展会也正体现出这一趋势。无论是高大上的航空航天,还是新晋影视道具,3D打印在各领域的应用比以往都更加深入,实际应用案例让人眼花缭乱,参展企业似乎也更有信心。注:本期3D打印实际应用代表企业由苏州诺曼比尔材料科技有限公司提供。欢迎转发---广告---赞 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):已将3D打印实际应用的代表企业及案例
  • 第五届 TCT 亚洲3D打印展进行时

    第五届 TCT 亚洲3D打印展进行时

    2019亚洲3D打印、增材制造展览会(TCT Asia2019)在上海新国际博览中心盛大开幕!作为全球增材制造领先的展会品牌TCTGroup的开年首秀,本届展会展出面积达19,500平米,参展企业285家,首日观众人数4,088人,三项数字均超过美国RAPID+TCT展,一跃成为TCT Group中亚洲第一、全球第二大的增材制造展览会。TCT亚洲展首日盛况迈向设计-制造一体化的未来,使得本届展会的专业程度超过以往TCT Group在去年年初将目标愿景更新为Design-to-ManufacturingInnovation(中文:迈向设计-制造一体化的未来),以进一步提升TCT的专业程度。据不完全统计,本届展会专业观众预登记人数比去年增长了29.2%,其中值得注意的是首日到场的海外观众增长率为87.13%,大量来自印度、东南亚、韩国、日本等代理商此次纷至沓来,使得TCT亚洲展进一步辐射到亚洲其他地区。而展商部分则汇集了GEAdditive、Stratasys、3D Systems、通快、DMG MORI、EOS、ARBURG、雷尼绍、SLM Solutions等国际原厂和先临三维、德迪智能、华曙高科、铂力特、鑫精合、广东汉邦等国内领先企业。“学术-产品-应用”三个辨证统一的会议论坛本届TCT亚洲展设置了三个风格各异的会议区域,分别为TCT亚洲峰会、TECH Stage和TCT Introducing,三个类别的会议分别侧重应用、学术和产品等不同方向。中国航发商发公司雷力明先生在TCT亚洲峰会演讲其中以“应用驱动变革”为主题的TCT亚洲峰会首日邀请空客、KLM、中航商发等来自行业的领先用户,以及下午与3D科学谷合作举办的TCT x AME汽车制造论坛,都在期间分享了大量的新应用案例。应用分享:KLM使用Ultimaker生产的3个工装夹具帮助其节省了10万欧元3D科学谷创始人王晓燕女士在 TECH Stage另外的TECH Stage 则是研究机构开展的技术探索;而TCTINTRODUCING——围绕新产品开展的市场教育和领先用户沟通。许小曙博士在TCTINTRODUCING上全新发布FlightTM华曙高科在现场正式发布Flight高分子光纤激光烧结技术,使用光纤激光器进行激光烧结,实现更强大、更稳定、更快速的输出,并延长设备使用寿命。从展会现场到周边酒店,更加多样化的展商活动使得TCT亚洲展成为行业PartyTCT亚洲展首日就举办了超过30场展商活动,从代理商大会、技术研讨会到展商新闻发布会。德迪新品发布会德迪智能在展会首日上午召开新闻发布会,推出两款新型设备分别是基于SLS的DLS-200,和混合型增减材设备DHP-4,DLS的最大特点是在是体积小但成型尺寸不小的高效率设备。DHP-4可选配各种增材组件,同时拥有完整的后处理工艺,如CNC组件、切割组件、表面处理组件等,且采用柔性机械臂作为传输组件,真正实现了“一台机器,一个工厂”的概念。从展会现场到周边,TCT亚洲展已经成为行业的年度party。包括Ultimaker,HP,Stratasys,3D Systems、赛默飞、华曙高科、ANSYS等公司都将年度会议放在TCT亚洲展的周边。展会首日,3D Systems公司在毗邻展馆的嘉里酒店成功举办中国区代理商大会,Stratasys公司在展馆M7会议室举办了技术研讨会,Ultimaker举办媒体沟通会,而此次缺席TCT的HP也选择在今天近展馆的喜马拉雅酒店里举办客户体验日活动。Stratasys公司在展馆M7会议室举办了技术研讨会Polymaker和ESUN正式签约UltimakerCura材料开放平台欢迎转发---广告--- 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):第五届 TCT 亚洲3D打印展进行时
  • 现场看懂Desktop Metal桌面机材料供给原理及工作过程

    现场看懂Desktop Metal桌面机材料供给原理及工作过程

    关于金属桌面机的内容已经写得太多,从国外到国内,从想法到现实,金属FDM打印系统即便仍有研发门槛,但却已经揭开了神秘面纱。本次TCT展会,Desktop Metal携带studio系统亮相示人,势必会成为受人瞩目的焦点之一。对于这种间接成型的金属打印流程我们已经非常熟悉,从打印到脱脂再到烧结,Desktop Metal studio系统主打的关键词是办公室友好、安全无污染和价格便宜。虽说它属于FDM机型,但它在材料供给上却与Markforged的Metal X完全不同,你是否关注过studio系统如何将一根根横放的棒材送进竖直的打印头?它为什么采用棒材而不是丝材?它的打印材料有哪些呢?本期,3D打印技术参考为你揭秘。Desktop Metal studio整套系统为何选择棒材而非丝材?当前金属桌面机的材料供给方式有三种:混合金属粉末、金属丝材(Markforged)以及金属棒材(Desktop Metal)。混合金属粉末的优势是成本低,适用范围更广,也可以将不适合拉丝的材料用于FDM成型;不足是粉末储存不便、易受潮、材料的均一性会因为搬运而受到影响,而且粉末材料也意味着存在粉尘污染。粘结剂混合金属粉末丝材与棒材的区别在于前者具有很好的柔韧性,可以做成料盘,然而这也造成了它需要加入更多的高分子材料。据DM介绍,更多的粘结剂意味着更大的收缩,同时会造成去除困难,增加处理时间,影响精度和机械性能。在Markforged产品的一次研讨会上,笔者了解到Metal X材料的金属成分体积分数为60%,至于会不会出现DM所说的那些情况,各位读者仁者见仁。Markforged不锈钢材料对于金属间接3D打印,材料的金属含量越高越好。针对以上不足,Desktop Metal推出了金属棒材,将金属成分体积分数提高到了80%,既避免了粉尘污染,又有效控制了收缩变形,使制造精度和机械性能得到了有效控制。Desktop Metal金属棒材金属棒材如何实现供给传输?Desktop Metal桌面机有两个金属棒材墨盒和两个陶瓷材料墨盒,无论添加还是更换材料都非常方便。陶瓷材料的存在是为了在支撑与实体之间添加隔离层,这一点与Markforged并无二致。装备打印材料由于不同材料具有不同的属性,因此需要根据材料更换打印头(喷嘴直径0.4mm,最小打印壁厚约1mm)。更换打印头细心的读者可能会发现,Desktop Metal的金属棒材在打印机里面是水平放置的,然而打印头却是竖直放置,那材料在打印机中如何传输?笔者对此查询了很多视频,咨询了专业人员,终于可以用下图来解释。墨盒下方托盘及转交支架在墨盒下方有一个V型托盘,金属棒会一根根的流入这个托盘中,而托盘底部的转交支架则可以通过托盘一侧的结构实现直立旋转。当打印头中的材料需要补充时,打印头会移动到墨盒下方,笔者猜测打印头可能是通过接触托盘一侧的旋转结构将转交支架顶起,从而将金属棒材送入打印头。也有可能是通过其他方式触发支架的旋转,清楚的朋友不妨留言。棒材在打印头内传输示意图因此我们可以知道,Desktop Metal桌面机的材料是不连续供应的,用完就必须移动到墨盒一侧加料,这样可能会浪费一些时间,同时也可能会造成打印不连续的情况。不过它在材料墨盒和打印头切换方面确实非常方便,大大提高了办公室操作水平。打印材料有哪些?Desktop Metal官网公布了studio系统目前可适用的材料有6种,从工具钢到高温合金以及铜材料。上周,Desktop Metal推出了新的316L不锈钢材料,目前已经在油轮燃料喷嘴、医疗夹板以及油泵叶轮制造中实现应用。Desktop Metal桌面系统制造的复杂叶片Desktop Metal正在开发的材料超过30种,材料的扩展将加速它的发展。对于金属间接成型技术,铝材料一直是成型的难点。Desktop Metal studio材料体系另外,Studio系统一直号称是办公室友好的金属3D打印机,谷歌很早就购买了一台,国内也预计会在四月份上市。关于添加支撑、打印、脱脂、烧结、去除支撑的更多信息可以通过下面的视频了解。最后提出一点疑问,studio烧结设备里面配有两个气罐,气用完了怎么充? 欢迎转发延伸阅读:Desktop Metal金属机---DM production基于烧结工艺的金属增材制造工作原理基于烧结和熔化工艺的金属3D打印成本结构对比Markforged Metal X的应用特点国产金属FDM打印系统,打破国外技术垄断,开始走向市场---广告--- 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):现场看懂Desktop Metal桌面机材料供给原理及工作过程
  • 金属粘结剂喷射技术:在进行批量生产时须考虑整个工艺链

    金属粘结剂喷射技术:在进行批量生产时须考虑整个工艺链

    随着一系列金属3D打印批量化制造平台的推出,金属粘结剂喷射技术受到业界的广泛关注。该技术的主要工艺因素和生产步骤有哪些,在批量化制造背后面临哪些技术挑战?粘结剂喷射技术虽广受好评,但并不是那么容易玩得转。工艺原理粘结剂喷射技术实际上在上世纪90年代就已开发出来,该技术在制造速度和制造成本上都具有显著优势;但采用激光和电子束的粉末床熔融工艺却一直具有更高的知名度,在工业生产中应用也更为广泛。3D打印技术参考曾经将粉末床熔融工艺与粘结剂喷射工艺进行过比较,发现粘结剂喷射技术具有很多优点,如打印过程中无需支撑、不会产生内应力、材料更加丰富而且打印过程中零件也可以互相堆叠。打印过程无支撑、可堆叠由于金属粉末并不会像在激光成型中那样容易粘附在零件表面,所以粘结剂喷射成型的金属零件无论上表面还是下表面均具有相同的表面质量,这对于零件的设计约束得到了进一步释放。可以说,粘结剂喷射技术所能成型的零件相比粉末床熔融工艺可以更具灵活性。圆形喷嘴截面:上部为无支撑结构的粘结剂喷射成型;下部为内部含有不同数量支撑的SLM成型但用户不能凭借这些优势就急急忙忙上线该工艺的制造平台,在决定使用粘结剂喷射这一未经批量生产验证的技术时,考虑因素不仅包括技术本身,还涉及很多与它相关的其他因素。对整个工艺链的充分认识是决策的基础。对粘结剂喷射成型的讨论要扩展到构建过程之外,独立于机器或制造商,必须在工艺链中解决某些问题,了解相互依赖的各种工艺因素。金属粘结剂喷射成型工艺链金属粘结剂喷射技术对材料、粘结剂以及打印工艺(包括粘结剂的喷射量、粉末中的压力分布、沉积时间等)、烧结制度、零件设计等等有着重要的依赖关系,技术含量并不比SLM低到哪里去。与此同时,该技术所制备的零部件存在两个主要缺点,一个是在烧结过程中零件的非各向同性收缩问题;另一个是由于零件重量与烧结制度匹配不佳所带来的潜在变形问题,这会限制所能成型的最大零件尺寸。通过粘结剂喷射成型的叶轮零件,上面零件由于烧结后的高冷却速率而破裂; 左下零件有明显的变形; 右下零件失真少打印件在从粉末中取出时由于强度低而发生破碎下图是基于商用材料的金属粘结剂喷射工艺的所有相关工艺步骤的一般说明。在所有步骤的基础上是对流程的控制,根据每个流程步骤本身,流程可以采取多种形式。而且所有的过程步骤都存在潜在的挑战及特定因素对整个过程的重要影响和控制。当前,我们尚缺乏对于粘结剂喷射技术的金属增材制造整个工艺链的充分认识,更谈不上用它来实现制造。粘结剂喷射技术整个工艺链涉及的问题上期笔者细数了基于粘结剂喷射的金属增材制造商品牌,我们看到实际上国外已经有不少公司正在使用该技术,他们已经积累了相关的工艺经验。国内在此方面更应受到风投的关注。对于技术的讨论通常局限于构建过程的优势、劣势、可能性和挑战。这项技术肯定会在未来得到应用,为了防止它在发展中出现不必要的挫折,有必要对整个流程链进行详细了解。人们越早意识到其中的挑战,就越快制定针对特定挑战的解决方案。欢迎转发延伸阅读:基于烧结工艺的金属增材制造工作原理基于烧结和熔化工艺的金属3D打印成本结构对比基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析金属桌面3D打印机的应用特点---广告---点赞 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):金属粘结剂喷射技术:在进行批量生产时须考虑整个工艺链
  • 医疗:PEEK相较金属植入物的优势与不足

    医疗:PEEK相较金属植入物的优势与不足

    不锈钢、钛及其合金等传统的硬组织植入金属材料因具有较高的力学强度、良好的生物相容性和耐疲劳性等优异性能,在硬组织修复与替换领域有着广泛应用。但这些传统金属植入材料的弹性模量远远高于骨组织,难以形成合理的梯度强度,患者在遭受特殊外力后会损伤周围的正常器官,最终造成植入失败,即产生所谓的“应力屏蔽”效应。第一个植入3D打印钛合金髋关节的患者已经10年此外,金属植入体可能释放出有害的金属离子,造成骨质溶解或形成变应原;且金属植入体与常用的核磁共振成像、计算机断层扫描技术不相容,不利于对骨生长及愈合进行监控。虽如此,金属植入物也有其独特的优势热塑性特种工程塑料PEEK的化学结构特性赋予了其优良的机械性能、良好的生物相容性、耐化学性、易加工及可重复消毒等优异特性。自20世纪80年代开始,便受到材料学研究者和骨科学研究者越来越高的重视,有可能替代金属材料应用在硬组织修复与替换领域。随着3D打印应用的深入,PEEK获得了更多关注。PEEK颅骨和椎间植入物PEEK 替代金属植入物的优势与金属植入物相比,PEEK 具有两个突出的优势。第一,PEEK的弹性模量与皮质骨弹性模量接近,尤其是碳纤维增强PEEK的弹性模量与皮质骨弹性模量更为匹配。这种接近或匹配的弹性模量一定程度上减弱或消除了应力屏蔽效应,有利于植入体与骨组织之间的骨整合, 保证了 PEEK 种植体的长期稳定性。PEEK半刚性棒第二,PEEK可透过X射线,CT 或MRI扫描时不产生伪影,因而较容易监控骨生长和愈合过程。此外,PEEK还具有良好的生物相容性、耐磨损、耐疲劳、耐腐蚀、易加工等特点,而且PEEK比金属材料更加轻质。上述优点使PEEK广泛应用于创伤、脊柱和关节等领域。用于牙科植入物的PEEK,比钛更轻、更舒适,并且没有金属味道,已获得FDA认证与不锈钢、钛合金和超高分子量聚乙烯植入物相比,PEEK 及其复合材料具有良好的耐磨性能,可有效避免由于磨损颗粒引发的植入体周围炎症和骨溶解等问题。因此,聚醚醚酮在骨科种植体的应用中被认为是替代传统种植体的候选材料之一。昆明医科大学第一附属医院运用3D打印PEEK材料假体替换锁骨2017年4月,国内唐都医院完成国际首例PEEK肋骨植入手术,2018年1月,该医院完成国内首例PEEK植入体治疗胡桃夹综合征案例;同年8月,昆明医科大学第一附属医院首次运用3D打印PEEK材料假体替换锁骨。迄今为止,3D打印PEEK假体的临床案例已达几十例。然而这并不意味着PEEK就没有问题。PEEK用于骨科植入的劣势PEEK由于其相对疏水的表面而具有较低的表面能,从而限制了细胞的黏附。PEEK 的这种生物惰性使得 PEEK 植入体与宿主骨组织之间的骨整合能力较差,在临床上经常会遇到许多并发症,如种植体移位、笼陷或假性关节,这在体外和临床应用研究中都导致了令人不满意的结果。理想的 PEEK 表面应能使细胞黏附、增殖、成骨细胞分化,促进 PEEK 植入体表面的矿化,产生大量的骨融合。为了构建理想的PEEK表面,研究者们通过生物活性陶瓷填充、纤维增强、PEEK孔隙化等方法制备了一系列的PEEK及其复合材料,其最终目的是使该材料的植入体既具备维持血管新生和营养传输的功能,又具备足够的力学强度和耐磨性能,然而使各项指标保持平衡仍是当前研究的难点。END去年9月,由医学聚合物公司DiFusion开发的微孔亲水PEEK材料被整形外科医生评为2018年十大脊柱材料之一。该材料获得认可是因为它支持骨科植入物的生长,同时保留了传统PEEK的力学性能和成像能力。该材料可用于注塑、3D打印或机械加工,目前正在扩大规模,于2019年投入商用。不可否认,PEEK具有极好的应用前景,但对于存在的问题也极为突出,材料突破将是其实现安全应用的关键。其实任何一款产品都不可能是完美无缺的,即使金属植入材料有那么多不足之处,但第一个植入3D打印钛合金髋关节的患者已经健康行走10余年。本文旨在对于专业人员获取更多的知识,对于普通患者不需过多关注材料的优势与不足,医生会作出最好的决定。 本文参考《硬组织植入聚醚醚酮表面生物活性改性研究》《聚醚醚酮在骨移植中的应用》欢迎转发延伸阅读:国内PEEK打印机及医疗应用案例PEEK特种塑料应用实例及当前打印工艺医疗奇迹:3D打印如何改善我们的生活---广告---好! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):医疗:PEEK相较金属植入物的优势与不足