工艺-3D打印技术参考-(第101页)    

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  • 上海交大:TiB2颗粒改善2024铝合金可3D打印性的作用

    上海交大:TiB2颗粒改善2024铝合金可3D打印性的作用

    增材制造技术具有结构设计灵活性高、材料利用高的特点,为复杂构件近净成形提供机遇。目前能应用于增材制造的铝合金主要为Al-Si和Al-Si-Mg体系铸造铝合金。以2024Al(Al-Cu-Mg)合金为代表的锻造系高强铝合金,作为结构件广泛应用于航空航天领域。然而2024Al合金具有较高的热裂敏感性,凝固过程易出现热裂纹而难以采用增材制造打印成形。因此本研究采用原位自生方式引入TiB2纳米颗粒解决难打印高强铝合金成形问题,建立颗粒含量与晶粒结构及尺寸之间的关系,获得可与锻态2024Al合金力学性能相当的打印态材料。 异质颗粒的引入可有效提高2024Al合金的打印成形性,细化晶粒尺寸,增强构件力学性能,然而TiB2颗粒的引入对于晶粒组织的影响及晶粒细化水平尚不清楚,目前需要建立颗粒含量与晶粒尺寸之间的关系式,明确颗粒含量与微观组织的定量化关系。上海交通大学王浩伟教授团队联合上海光源、英国伦敦大学学院、英国卢瑟福·阿普尔顿实验室成功通过选区激光熔化技术制备出含不同TiB2颗粒的2024铝基复合材料,通过试验表征不同含量TiB2颗粒引入后,打印态构件晶粒组织由单一的粗大柱状晶演变为细小的等轴晶-柱状晶双晶区晶粒组织,提出了颗粒含量与等轴晶晶粒尺寸之间的定量化关系式。相关工作以题为“The role of in-situ nano-TiB2 particles in improving the printability of noncastable 2024Al alloy”的研究论文发表在Materials Research Letters上。 论文链接: https://doi.org/10.1080/21663831.2022.2080514 图1.(a-f)不同TiB2颗粒含量下打印态材料内部孔洞分布,(g)孔洞尺寸分布图,(h)打印态样品致密度测试结果,(i)不同颗粒含量粉末激光反射率测试结果 图2. (a-f)不同TiB2颗粒含量下打印态材料微观组织;(g-l)含不同TiB2颗粒打印态材料晶界分布及织构强度 图3. (a-c)试验所得不同颗粒含量打印态材料晶粒尺寸;(d)晶粒尺寸与TiB2颗粒含量拟合关系图 孙腾腾等采用选区激光熔化技术成功制备含不同原位自生纳米TiB2颗粒含量的2024Al基复合材料,研究表明,纯合金打印态微观组织主要为平均晶粒尺寸~38.8 μm的柱状晶,经颗粒修饰后,形成柱状-等轴双晶区的细小晶粒组织,其等轴晶约占75%,复合材料平均晶粒尺寸随TiB2含量增加而逐渐减小。同时,复合材料中大角晶界的百分含量相比合金以及传统制造方式所得材料大幅提高,可有效阻碍变形过程中的位错移动,提高构件力学性能。试验所得等轴晶晶粒尺寸与颗粒含量的立方根经拟合呈线性关系,所得关系式如下: 此研究首次对增材制造颗粒引入型2024高强铝合金颗粒含量与微观组织结构进行分析,通过调整TiB2颗粒含量,调控打印态复合材料微观组织及晶粒尺寸,上述成果为增材制造打印成形颗粒引入型高强铝合金的微观组织调控及颗粒的晶粒细化效率提供了理论依据和实现途径。   论文第一作者为博士研究生孙腾腾,王洪泽副教授、吴一高级工程师与汪明亮副研究员为共同通讯作者,论文其他作者包括上海交大王浩伟讲席教授、博士研究生高振洋、博士研究生金鑫源、上海光源付亚楠研究员、英国皇家工程院院士Peter D. Lee和伦敦大学学院Chu Lun Alex Leung教授。论文得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、上海市扬帆计划、安徽省淮北市重大科技专项、欧盟玛丽居里学者项目的支持。 注:本文内容来自材料科学与工程。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.「金属仿生结构」难以创建,中科院金属所采用3D打印取得重要进展 2.清华大学:熔体流动如何影响金属3D打印中的枝晶生长 3.科学家对金属3D打印中的缺陷形成有了新认识,能充分控制熔池稳定性 4.国外正在开发一种基于蓝色激光的新型金属3D打印机
  • 主流3D打印工艺制备SiC陶瓷的优缺点及国产方案带来的新突破

    主流3D打印工艺制备SiC陶瓷的优缺点及国产方案带来的新突破

    导读:近日,中国科学院上海硅酸盐研究所陈健副研究员首次提出高温熔融沉积3D打印结合反应烧结制备高固含量SiC陶瓷的新方法,成功制备出力学性能接近于传统方法制备反应烧结的SiC陶瓷。相关研究成果发表在《Additive Manufacturing》,并申请中国发明专利2项。 碳化硅陶瓷的应用与传统制造难点 碳化硅陶瓷是一种具有高强度、高硬度、高热导率、高化学稳定性等优异性能的陶瓷材料,被广泛应用于航空航天、微电子、汽车工业、核工业等领域。近年来,汽车工业、航空航天等领域都对大尺寸、复杂结构的零部件有强烈的需求。 碳化硅陶瓷的广泛应用 目前对各种复杂结构形状SiC陶瓷需求急剧增加,传统的制造方法复杂、耗时、模具设计制作周期长。由于其极高的硬度和脆性,导致其加工极其困难。刀具不仅磨损严重,而且还可能产生裂纹等缺陷,难以达到良好的表面质量和尺寸精度。基于以上缺点,结合3D打印技术的SiC陶瓷制备技术成为目前研究和应用的主要发展方向,能良好地解决传统陶瓷材料复杂形状难成型、难加工,制作周期长、成本高的问题。 主流3D打印工艺制造SiC陶瓷的不足 当前,3D打印工艺制造陶瓷的技术种类主要包括SLS (激光粉末烧结)、DIW(直接墨水书写)、SLA (光固化)、和BJ (粘结剂喷射)以及FDM(熔融挤出),上海硅酸盐所的科研人员对这几种的陶瓷3D打印技术进行了测试与认证。 与金属3D打印不同的是,陶瓷材料不能通过激光加热陶瓷粉末直接打印。直接SLS制件在烧结过程中产生的热应力难以避免产生裂纹,导致最终产品力学性能较差。 直接墨水书写(DIW)技术是将陶瓷粉末与各种有机物混合,制成陶瓷墨水,然后通过打印机将其打印到成形平面上形成陶瓷坯体。目前,该技术的难点是墨水中的固相含量太低,这会导致陶瓷坯体致密度较低。 采用直接墨水书写技术3D打印的Al2O3坯体 SLA是一种基于光敏陶瓷浆料光聚合的有效紫外光固化技术,是当前主流的陶瓷3D打印工艺,但由于碳化硅的高吸光度、高折射率,限制了浆料的固化厚度、固含量等参数。 粉体熔融沉积成型(FDM)3D打印技术在传统熔融沉积方法的基础上,采用粉体混炼然后挤出机构3D打印制备SiC陶瓷,该方法具有以下优点:可粉体打印,原料制备方便;在常温状态下,粘接剂粘结力强;在高温状态下,粘接剂流动性好;在打印过程中可以通过温控消除应力;打印样品在常温下强度大;打印产品可常压烧结制备或反应烧结制备SiC陶瓷;打印料可循环利用。 BJ工艺可以快速打印复杂形状,同时保持打印精度。然而,BJ工艺限制了粉末的填充密度,导致SiC体积分数受限。 NASA格伦研究中心采用粘结剂喷射技术打印的SiC陶瓷复合材料涡轮发动机部件 研究团队对比发现,常规的3D打印方法制备陶瓷材料,往往有机物含量较高,有利于打印成型,而陶瓷固含量相对较低,采用常压烧结方法一般材料难以达到高致密度,而SiC反应烧结是通过浸渗的熔融硅与坯体内的碳反应,将坯体中的SiC颗粒结合起来,从而实现陶瓷致密化。相比于常压烧结和热压烧结等常规方法,更容易实现材料致密化,同时反应烧结具有烧结温度低、烧结前后尺寸变化小等特点。 国产3D打印方案为高固相含量SiC陶瓷打印带来可能 如能实现SiC陶瓷大尺寸、轻量化、一体化制造显然是更好的选择。作为国内领先的金属/陶瓷挤出3D打印工艺的制造商——升华三维给出了解决方案——大尺寸独立双喷嘴打印机UPS-556系统。 PEP技术是3D打印+粉末冶金”相结合的金属/陶瓷间接3D打印技术,是Powder Extrusion printing的简称。研究团队使用PEP技术实现了高固含量SiC陶瓷材料的3D打印,结合反应烧结制备出致密高强的SiC陶瓷材料,从而解决SiC陶瓷材料复杂形状难加工,制作周期长的问题。 利用UPS-556系统,PEP技术将热加工过程转移到烧结步骤,这使得更容易管理热应力,因烧结温度低于其他类型的直接3D打印工艺中所需的完全熔化温度,并且热量可以更均匀地施加,从而确保了产品性能的一致性。 UPS-556采用独立双喷嘴设计,可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷不同种类材料的复合产品开发,实现复杂结构和产品的快速成形,大大节省了产品打印时间,具有操作简单、工业型、高精度、高质量、高性价比等优点。再结合反应烧结制备工艺在复杂结构碳化硅陶瓷产品近净尺寸成型方面形成了巨大优势,从而提高了产品生产效率并降低生产成本,为制造复杂结构陶瓷提供了新的工艺方案。 SiC陶瓷3D打印示意图 近日,该研究团队首次提出了高温熔融沉积结合反应烧结制备SiC陶瓷新方法。该方法采用高温原位界面修饰粉体,低温应力缓释制备出高塑性打印体,获得了低熔点高沸点的高塑性打印体,材料固含量超过60vol%;之后对塑性体进行高密度叠层打印,打印的陶瓷样品脱脂后等效碳密度可精确调控至0.80 g·cm-3,同时对陶瓷打印路径进行拓扑优化设计,可在样品中形成树形多级孔道;最终陶瓷样品无需CVI或PIP处理直接反应渗硅烧结后实现了低残硅/碳的高效渗透和材料致密化,SiC陶瓷密度可达3.05±0.02 g·cm-3,三点抗弯强度为310.41±39.32 MPa,弹性模量为346.35±22.80 GPa,陶瓷力学性能接近于传统方法制备反应烧结SiC陶瓷。 不同形状尺寸的SiC陶瓷 经加工的~200mm 3D打印SiC陶瓷相关研究成果发表在《Additive Manufacturing》,并申请中国发明专利2项。该方法有望实现低成本、高效率的复杂结构陶瓷产品近净尺寸成型技术的工业化应用。同时该塑性体打印方法避免了微重力条件下粉体打印潜在的危害,为未来空间3D打印提供了可能。 注:本文内容参考自研究团队已公开专利及中科院上海硅酸盐所公众号。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.几种主流陶瓷3D打印工艺的关键特点及航空航天应用面临的挑战 3.一种用短切陶瓷纤维增强的新型3D打印耐高温复合线材 4.国家增材中心《大讲堂》第一讲:陶瓷增材制造控形控性关键技术
  • 实现工业零件的批量化制造,铂力特发布全新设备BLT-A400

    实现工业零件的批量化制造,铂力特发布全新设备BLT-A400

    近年来,随着金属3D打印技术在各行业应用的深入发展,金属3D打印技术在工业领域的应用也在从小批量、定制化逐步向大批量、规模化转变。从BLT-S210到BLT-S1000,铂力特目前已经开发出十余种应用于各种工业生产场景的设备,并通过技术创新和整合十余年生产经验,持续为客户推出全面的、完善的生产解决方案。 面向金属3D打印“大·生产时代”,针对客户工业零件大规模批量化高效生产的核心需求,铂力特于今日推出BLT-A400设备,围绕这款设备,整合了批量化生产解决方案。 批产“神器”,大幅面多激光实现高效生产 BLT-A400的成形尺寸为400mm×300mm×400mm,可以满足绝大部分工业领域的零件尺寸,兼顾工业制造的批量化生产与高效流转。 以工业生产领域常见的旋流器为例,BLT-A400满幅面可放置110件,年产量可以达到14500件(双激光,设备年使用率70%条件下),产能较同等条件下250mm幅面的设备至少增加40%。 BLT-A400支持光学配置升级,在标准配置双光的基础上可以升级三光,实现更快的制造。在不增加场地的条件下,增加产能;在不增加人员的情况下,提高人效,实现“场地有上限,产能无上限”。 BLT-A400可实现过滤器灵活配置。针对规模化工业制造可升级配置永久过滤器,滤芯寿命超10年,满足连续生产,避免打印过程中因更换滤芯导致的停机风险,与更换滤芯导致的设备空闲,提高设备使用率,同时可以减少滤芯消耗的成本和危废滤芯处理的不便。   深入行业,应用领域丰富 BLT-A400覆盖的工业行业范围非常广泛,包含能源动力、工业模具、汽车制造、医疗行业等众多的领域。BLT-A400针对不同的领域,做了专用的方案,通过深入行业来推动产业变革。 在鞋模行业,BLT-A400的400mm×300mm的幅面和鞋模行业的匹配度也非常高,可以实现95%的鞋模尺寸,双脚一次性成形,一致性更好。铂力特长期深入应用端,工艺不断迭代,从初始一双鞋54.5h的打印时间,缩短到双激光一双8码的鞋模28.5小时完成打印。无论是平面还是曲面都可以几乎百分之百还原初始模型,尺寸的精细度可以控制在±0.02mm以内。 在医疗领域,髋臼杯采用随机点阵结构,具有与人天然骨相似的杨氏模量,可以减少人体内的异物感。使用BLT-A400设备打印髋臼杯,零件点阵结构孔径仅400-600um,适宜骨细胞生长,人体组织可以生长至孔隙内,生物相容性更高。在双激光成形的情况下,年产量约为3750件,真正意义上实现批量定制化生产。 在工业领域,汽车轮胎钢片对粗糙度和尺寸精度要求比较高。BLT-A400可以实现±0.05mm的尺寸精度以及Ra3.2-6.3的表面粗糙度。满幅面两千多件钢片使用三激光年产量可以超22万件。 BLT-A400还可以选配嫁接打印。在传统零件平面上实现增材制造的二次加工,更充分融合传统加工和3D打印的优势。例如模具行业,通过嫁接功能加工出的随形水路,可以实现精准随形控温,提高模具冷却效果,降低生产周期。 BLT-A400通过高精度相机拍照,算法自动匹配的方式完成一键嫁接,操作简单且不需要引入异物和伤害零件。满幅面精细结构的嫁接时间可以控制在15min以内,嫁接精度在±0.1mm,在实现复杂造型的同时提高了生产效率。 规模化生产,满足工业制造需要 1.安全 规模化生产的管理和安全非常重要,因此铂力特非常重视设备的安全和可靠性。 在安全保障方面,BLT-A400设备获得了多项安全认证。设计了完善的安全回路互锁机制,具备静电处理系统、氧含量关联系统与压力关联系统,在安全防护方面实现闭环控制。同时配备了高质量工业手套箱,通过人、粉隔离,避免粉末对操作人员造成危害。 2.粉末高效循环 高效的粉末循环也是规模化生产中的重要环节,是影响批量生产节奏的重要组成部分。针对粉末循环全流程,铂力特推出了全套自研辅助设备,帮助客户实现粉末高效流转。 在零件打印完成后,使用物料机可以快速清粉捞取零件;回收的粉末运转至筛粉机,即可完成粉末的自动筛分;紧接着,装有合格粉末的粉桶运转至供粉机,操作人员在地面即可完成自动加粉。整套过程使用同一规格和接口的标准粉桶,使得各部分操作更流畅。同时,为了降低复杂结构零件的清粉难度,还可配置清粉机,自动完成零件内部的粉末清理工作。BLT-A400配置的粉末循环系统减少了人与粉末的接触,更减少了粉末与空气的接触,零件成形全过程都可以由单人独立的完成,在保证人员安全和粉末安全的同时进一步解放了生产力。 3.智能管理 BLT-A400搭载了诸多铂力特智能自主研发的软件。包括路径规划软件BLT-BP,设备监控软件BLT-MCS和智能产线管理软件BLT-MES。 BLT-MES监控系统实现了数字化工厂的雏形。系统可以通过厂房数百台设备、辅机的数据采集与监控,在线实时进行预警报警。监控系统展示参数可根据自己的需求进行灵活、精准配置,最终实现对厂房的宏观管控、稼动分析。 铂力特的生产线有两百余台3D打印设备,具备批产化厂房的成功搭建能力。大到产线规划,小到水电气供给方案,铂力特都能凭借多年来丰富的应用经验,针对某一特定领域提供最佳方案,与用户携手实现产业互联与生态共赢。 多年来,铂力特始终以市场为导向,通过不断创新探索,持续为各行业客户提供更优的生产解决方案。BLT-A400的发布面向“大·生产时代”,为客户带来了稳定可靠、增产提效的大规模批量生产的解决方案。未来,铂力特将继续精进技术,为客户提供更优质的产品与服务,助力工业制造向更快、更省、更便捷的方向不断发展。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.铂力特二期项目将成为国内规模最大的金属增材制造智能工厂 3.铂力特发布12激光SLM设备BLT-S1000,可实现超大尺寸零件一体成形 4.中国航天日 | 细数铂力特航天领域专用3D打印装备
  • 如何利用不同金属3D打印技术——FDM、BJ、L-PBF与MIM技术的比较

    如何利用不同金属3D打印技术——FDM、BJ、L-PBF与MIM技术的比较

    导读:引言:近年来,人们越来越喜欢谈论使用粘结剂喷射成型技术和FDM技术来生产中小批量金属零件。德国咨询公司Ampower做了一项调查,研究了金属粉末注射成型技术(MIM)是如何带动这些技术创新的,为了让设计者更好了解3D打印技术应用在商业生产中的可能性,他们还对比了这些技术的关键性能和所需成本。 随着电子行业、航空航天以及汽车制造等先进制造业的蓬勃发展,制造领域对精密金属制造零部件的要求也越来越高。提到精密金属加工工艺,最频繁被提及的便是金属粉末注射成型技术(MIM)。MIM技术起源于20世纪70年代,因为研制出了性能更好的粘结剂,该技术普及度便日益广泛。经过几十年发展,如今全球MIM零部件总销售额已经超过20亿欧元,年复合增长率在10-20%之间。MIM主要应用在家用电子产品、医疗设备、汽车零部件、手表和电动工具等对精密零件有高要求的行业中。 ARC集团使用MIM技术制造的不锈钢作品在电子/电气组中获得MPIF特等奖MIM技术制造的零件尺寸通常在5-50 mm之间,也可以制造一些重量只有0.02g的微米级尺寸零件,但却很难做到超过1kg的大零件。因此,能支持大尺寸精密金属零件生产的增材制造工艺应运而生。 由MIM技术衍生出的新金属增材制造工艺 增材制造技术已经有三十多年的发展历史,在过去五年里,由于工业生产中广泛应用这项技术来制作功能部件,使其得到迅速发展。随着MIM技术的不断成熟发展,一些公司开始开发和MIM共用脱脂和烧结工艺的新型金属增材制造工艺,目前逐渐兴起的就是由使用金属线材(或粒料)的熔融沉积成型技术(FDM)、和粘结剂喷射成型技术(BJ);我们把这两种新型金属增材技术和广泛使用的激光粉末熔融技术(L-PBF)做对比,来分析三种工艺。   三种金属增材制造成型技术 1. 金属熔融沉积成型技术(FDM) 金属熔融沉积成型技术(FDM)和一般的塑料FDM在工艺过程上相同,通过熔融挤出并层层叠增的方式成型,区别是所用的耗材多为金属粉末与有机粘结剂的混合物。 全球目前有三家主要企业提供端到端的解决方案,包括美国的Markforged和Desktop Metal公司,以及中国的Raise3D公司(复志)。   金属熔融沉积成型FDM技术原理 2. 粘结剂喷射成型技术(BJ) 粘结剂喷射成型技术是⼀种通过喷射粘结剂使粉末成型的增材制造技术,和许多激光烧结技术类似,以粉床为基础,使用喷墨打印头将粘结剂喷到粉末里,将粉末进行层层粘合,实现成型,该技术早期重点研究砂模铸造成型。初步发展后,美国ExOne公司(后被Desktop Metal 收购)将该技术进一步开发以用于金属粘接成型。 BJ粘结剂喷射成型技术原理 3. 激光粉末床熔融技术(LB-PBF) 激光粉末床熔融技术(L-PBF),也称为选择性激光熔化,是一种基于粉末床的增材制造工艺,采用高能激光束逐点扫描实现粉末冶金结合,从而打印过高性能零件。 这3种金属增材制造工艺在零件设计、机械性能和成本方面都有各自特定的优势和限制。接下来,3D打印技术参考将从零件质量和经济价值两大方面对这3种工艺进行分析,为潜在用户找到各个使用场景所适用的技术。 工程的关键:材料,质量,设计 1. 材料种类 材料选择的多样性和性能都是影响新技术发展的关键因素。目前,由于激光粉末床熔融(L-PBF)技术发展时间较早,积累了大量可用材料,包括铝合金、钛合金、镍基合金、铁合金和贵金属合金,另外还有其他正在开发的材料,如镁合金。从理论上讲,任何可焊结的材料都可以用LB-PBF技术来加工。大量研究和论文重点关注这些合金的性能,这意味着工程师可以对这项技术的前景发展充满信心,L-PBF技术的接受度比其他研究成果较少的工艺高很多。 如今17-4PH和316L不锈钢是用于粘结剂喷射技术和金属熔融沉积成型技术(FDM)的主流材料。不过,3D打印技术参考已经报道过Ti6Al4V、铝合金以及铜合金均可已实现基于烧结的3D打印工艺突破。实际上,所有已知的MIM合金都可用于以烧结技术为基础的金属增材制造。因此对于铜和硬质合金材料而言其未来发展可以有更高预期——它们在L-PBF技术中较难进行打印。 2. 材料性能 这项研究选择了316L和17-4PH来比较使用L-PBF、MIM、金属FDM和粘结剂喷射工艺制造的零件性能。测试结果基于八个不同系统供应商提供的五十多个样本。完整的测试流程包括拉伸测试、硬度测试、表面粗糙度测量、显微观察和µCT分析。 结果报告将重点关注硬度测量和致密度测试,这也是金属零件质量的重要考量因素。致密度是金属材料具备的重要特性,其次是抗拉伸强度和疲劳特性。致密度同时能保证设计的气密性和水密性。这些情况中,部件密度低则必然要增加壁厚,才能避免部件的渗漏。 为了进行密度分析,用显微镜来检验每种工艺制造的零件的显微形貌,测试的样本来自几个粘结剂喷射技术和金属熔融沉积技术制造商,还有MIM和LB-PBF技术的样本。结果显示,各种技术的孔隙在大小、形状和分布情况都存在明显差异(如下图)。对于所有以烧结技术为基础的工艺,导致差异最可能的原因是脱脂和烧结的方案不同(采用第二代的硝酸/草酸催化脱脂法相比第一代的溶剂脱脂法的致密度更高),而不是因为不同的打印工艺。值得一提的是,所有FDM和BJ工艺打印的样品密度都超过了95-97%的标准MIM烧结密度范围,这些样品的供应商均面向军工需求。 图:粘结剂喷射、金属FDM、MIM和LB-PBF的金相孔隙分析为了尽量减少烧结温度和工艺流程的其他因素对机械性能的影响,还为了让工艺可比性更强,所有样本在烧结后都额外进行了相同的热处理。所有样本都放在1040°C真空环境内进行了一个小时的固溶处理。17-4PH样本进行了4小时550°C的硬化。图1、2是硬度测量的结果。从结果中可以看出,以烧结技术为基础的新兴增材制造工艺达到了ISO 22068对316L对MIM技术的要求数值, 17-4PH也接近/超过了ASTM的标准值。   图1 17-4PH的硬度(HV)图2 在1040°C下固溶处理316L的硬度(HV) 3. 设计自由度 与传统工艺相比,增材制造技术提供了更多的设计自由度。但是在使用L-PBF技术时,残余应力和支撑结构的要求给设计过程增加了限制。 虽然粘结剂喷射技术在制造过程中不需要支撑,但是烧结过程为了避免部件变形可能需要增加额外支撑。使用陶瓷支撑可以作为一种替代方式,将其放在在烧结过程容易变形的部位可以将部件固定住。这种方式只能用在大规模生产中,才能抵消成本的增加。 尺寸方面,MIM部件相对较小,通常大小只有50mm甚至更小。这种限制的原因在于脱脂和烧结工艺。实际上,脱脂工艺将材料厚度限制在5-10mm。超过这个厚度,脱脂时间就会成倍增加,或者根本无法完成脱脂。除此之外,烧结需要的温度接近材料熔点,当零件过大或者是结构较为复杂时,则容易变形。同时,在烧结过程中,部件有明显收缩,因此需要对零件模型进行提前缩放。 使用基于烧结的金属3D打印技术时,限制仍然存在。由于烧结过程中尺寸变形状况无法预测,需要测试多次来把握烧结期间会产生的变形情况,这也导致新兴的3D打印工艺只能制造简单的几何零件,要制作复杂零件就要不断试错。 4. 表面质量 金属增材制造的另一个重要评价标准是表面质量,高精度和低表面粗糙度都能避免额外的机械后处理。L-PBF制造的零件表面质量经常被拿来和铸造零件相比较。如果做外观件,其表面必须进行后处理,而如果是做内部结构件,则可以保持原样或只进行简单喷砂处理。MIM技术中,烧结后的零件质量通常能满足外观的要求。表面粗糙度以及尺寸精度的可重复性,能够生产高精度零件,且无需机械后处理。也可以将铣削操作放置在零件未烧结情况下,这样更容易操作,以烧结技术为基础制造的金属FDM和粘接喷射工艺也一样。 本次研究通过触觉检测,分析了烧结后表面粗糙度的数据。这些数值是通过在zx平面和xy平面内测量样本平面得到的。两种测试方法的平均值能够进行技术比较。不过对于金属FDM技术而言,表面粗糙度很大程度取决于打印的方向(如图3)。   图3与LB-PBF和MIM相比,新兴增材制造技术样品平均表面粗糙度Ra数值(µm) 经济角度:成本和价值链 如果使用LB-PBF技术,金属增材制造的特点是机器成本高、生产速度慢和材料成本高。所以并非技术上可行的方案在经济上也可行。基于烧结技术的金属3D打印技术有望改变这种情况,大大降低金属增材制造打印零件的成本。 1.材料成本 适用于LB-PBF技术的金属粉末成本价在每公斤40到400欧元不等,具体价格取决于合金种类。不锈钢最便宜,在每公斤40到80欧元之间。目前粘结剂喷射技术和LB-PBF技术一样,使用球形粉末颗粒作为原料。然而,Desktop Metal等公司的新技术使用的则是传统的MIM粉末。由于诸如17-4PH的不锈钢MIM粉末每公斤价格仅5到10欧元,这可能能够降低80-90%的成本,不过还需要在此基础上算上粘结剂的价格。 金属FDM原料包括由金属粉末和有机粘结剂化合物制成的金属丝、颗粒或棒材。粘结剂的成本已经包括在内,是基于传统MIM喂料(混合金属和粘接剂)制作的,目前如Raise3D使用的BASF的316L线材每公斤则要200欧元,其他供应商类似的金属耗材每公斤也要100欧元。而316L的MIM粒料每公斤在15到18欧元之间,未来金属FDM技术价格会比LB-PBF技术的更低,尽管现在仍然高于PBF。 2. 设备采购 对双激光LB-PBF系统的设备投入一般约为50万欧元,加上折旧和损耗,机器平均每小时费用为30到40欧元。单激光系统价格最低,而四激光系统每小时成本高达55欧元。 有相似成形范围,在300mm边缘长度范围内的粘结剂喷射系统投资成本差不多,只包括打印零件过程(不包括脱脂烧结流程)。此外,损耗和维护成本对这两种技术的影响不大,所以使用粘结剂喷射成型技术的机器每小时费用差不多。未来粘结剂喷射装备的投资成本预计会更高,约为100万欧元(不包括脱脂烧结),不过有望能在将来提高生产率。 金属FDM系统在投资、维护和损耗方面成本低很多。仅计算打印过程,机器成本在3万到10万欧元之间,每小时费用为3到8欧元。 3D打印技术参考提示,基于烧结的3D打印工艺所涉及的脱脂和后烧结过程,与这两个步骤相关的设备投资也需要不小的投资,具体分析见下文。 3. 效益情况 不同类型增材制造的批量生产成本是由各自系统的生产速度(cm³/h)和机器小时率计算的(如图4)。任何必要的机械后处理以及质量检查工作所产生的额外费用都不包括在内。   图4 新兴增材制造技术与LB-PBF相比,每个样件的平均成本 生产速度很难比较,虽然LB-PBF和FDM系统可以通过打印速率(随时间的体积变化,cm³/h)来量化对比,但粘结剂喷射工艺的打印速率很大程度上取决于填充密度。相同高度的打印工作使用的打印总时长相同,与体积无关。 分析表明,LB-PBF的生产速度与打印空间中同时工作的激光器数量有重要关系。根据提到的每小时费用,每立方厘米不锈钢的成本在1到3欧元之间。层厚是金属FDM技术打印量的关键。增加层厚,生产速度就提高了,但是大大降低了精度和表面质量。如上文所说,原料成本跟使用系统也有关系。将这些变量纳入计算,每立方厘米不锈钢的成本在0.5到2.5欧元之间。 粘结剂喷射技术的生产速度是由总的打印时间和填充密度计算出来的。填充密度反映了所有零件体积总和,和完整成形范围相关。大批量生产中,不同部件混合打印的填充密度通常为10%,优化后的堆叠部件填充密度达到30%。打印时间在20到24小时之间。考虑到接下来几年该技术的发展潜力,成形范围会不断增大,由于有了双向单程喷射技术,总打印时间会降到10小时。目前使用不锈钢,每立方厘米的制造成本还在0.5到1欧元之间。 4.…
  • 升华三维间接3D打印技术——3D打印与粉末冶金的创新结合

    升华三维间接3D打印技术——3D打印与粉末冶金的创新结合

    3D打印将颠覆制造业,曾成为很多重塑产业发展拥趸的共同信仰。但是国内发展十多年,3D打印依然存在工业制造上的成本、效率难题。全球范围内金属3D打印技术主要分为两大阵营:直接金属3D打印和间接金属3D打印。其中,直接金属3D打印是将金属材料直接打印成金属件,而间接金属3D打印是通过粘结剂等将金属材料打印成型,然后将粘结剂去除掉,最终得到金属件。 目前直接金属3D打印技术主要是采用昂贵的激光、电子束或等离子作为输入热源来直接熔化金属粉末或其混合物进行逐层叠加打印制品。主要有选区激光熔化(SLM)、电子束选区熔化成型(EBM)、直接金属激光沉积(DED、LENS)、快速等离子体沉积(RPD)等技术。共同特点是打印与熔化一体、同时获得产品形状与性能。缺陷在于激光器等设备及材料价格高昂,运营成本高;打印速度慢、且产品性能一致性被质疑。 升华三维间接3D打印技术 由升华三维推出的“3D打印+粉末冶金”相结合的金属/陶瓷间接3D打印技术——粉末挤出打印技术(Powder Extrusion printing,PEP)。利用了已发展超过30年、并大规模应用于电子3C、汽车、医疗、军工航天等领域的金属粉末注射成形技术(MIM)。两者工艺流程有很多相通之处,结合3D打印对材料的控制和成形,实现最终的金属零部件个性化定制化生产。在得到具有一定密度和强度的生坯后,利用MIM的相关工艺对产品进行脱脂和烧结,获得性能一致且优良的产品。   间接金属3D打印 PEP技术有别于利用高强能量束直接熔化材料,同步获得产品形状和性能的直接3D打印技术。PEP技术将热加工过程转移到烧结步骤,这使得更容易管理热应力,因烧结温度低于其他类型的直接3D打印工艺中所需的完全熔化温度,并且热量可以更均匀地施加,从而确保了产品性能的一致性。PEP技术打印材料体系丰富,具有类同于PIM工艺所用的粉末材料,适用于科研教育、工业制造、航天航空、军事国防、生物医疗、汽车、模具制造等领域生产复杂而轻便的金属零件。有望取代小批量,高成本的金属注射成型,大幅降低3D打印成本,并缩短交货时间。 PIM工艺流程 PEP技术工艺流程 升华三维间接3D打印技术优势 PEP技术为粉末冶金行业数字化赋能,解锁3D打印在粉末冶金领域的应用,释放粉末冶金的潜能。主要的技术优势包括以下方面: 可利用粉末注射成形成熟稳定的技术体系,产品性能一致性好 打印材料体系丰富。从不锈钢、模具钢、铜及铜合金、铝合金、高温合金、 钛合金、难熔金属等金属材料,到氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料,几乎无止境的潜在材料清单为3D打印大规模进入应用市场创造有利的客观条件。 与直接3D打印技术相比,打印设备、材料及打印成本更低,成形精度高,更有利于3D打印应用的推广及普及 绿色环保,打印材料可循环利用,有效利用率高 低成本的复杂产品定制化、批量化生产解决方案 升华三维间接3D打印技术工艺流程 1、3D打印成型 基于PEP技术,按照设计模型,通过升华三维自主研发的Uprise 3D打印机挤压和逐层堆积金属颗粒材料,使之快速成形。得到具有高精度,并一定密度和强度的生坯。打印成型后,生胚需要进行脱脂和烧结过程。 2、脱脂 脱脂的作用是从3D打印生胚中去除大部分粘结剂聚合物。脱脂工艺包括水脱脂、溶剂脱脂和催化脱脂。升华三维通常采用采用更环保,更安全的草酸脱脂炉,可批量处理,操作简单。被去除粘结剂聚合物的生坏称之为棕胚,将被送至烧结环节从而得到致密的金属部件。 3、烧结 获得棕坯的强度和密度都是较低的,为了获最终致密的金属部件,烧结工艺是必须和关键的。烧结条件需要在真空气氛和高温下进行,烧结炉可批量加工,性能高,操作简单。通过烧结,残余的粘结剂聚合物首先在适当的加热温度下被去除。当温度升高到金属粒子的熔点以上时,这些粒子开始熔化并增长到密度达到几乎98%。值得注意的是,在烧结过程中,由于粘结剂聚合物的去除和金属颗粒的生长,会发生收缩,但收缩率是恒定的。金属部分将按比例放大,以补偿在三维建模步骤中的收缩。烧结后的金属部件具有良好的力学性能,可应用于各种工业用途。 4、后处理 烧结的后的金属部件是完全致密的,可以直接使用。但是,当需要更好的外观时,可以使用抛光和涂层等后处理方法,改善打印件的美感和其他性能。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.使用金属桌面3D打印机能做什么——以汽车客户为例 3.知识分享:金属和高性能塑料桌面3D打印技术的落地应用 4.视频:桌面挤出3D打印316L不锈钢、Ti6Al4V、纯铜
  • 加热即膨胀!一种热膨胀3D打印树脂,将推动泡沫制造领域重要创新

    加热即膨胀!一种热膨胀3D打印树脂,将推动泡沫制造领域重要创新

    传统制造泡沫市场面临着许多挑战——从限制设计的昂贵模具,到高昂的运输成本,再到特定泡沫设计中无法轻松调整的强度和肖氏硬度。3D打印技术参考近日注意到Desktop Metal展示了其在泡沫3D打印方面的创新,采用子公司Adaptive 3D发明的弹性体3D打印技术,开发了新型泡沫材料,能够制造同时保持座椅预期性能和舒适度的轻型汽车和卡车泡沫座椅。 Adaptive 3D是优质光聚合物和弹性体开发的领导者,使用其独特的FreeFoam树脂和ETEC Xtreme 8K DLP系统进行3D打印,部件可以在大约160-170°C的烘箱中通过短暂加热循环实现按需膨胀。打印部件包含分散的热活化发泡剂,可在材料内部形成闭孔。这种高度可控的工艺使FreeFoam树脂能够根据树脂的等级按照2-7倍持续扩大打印尺寸,从而在所需的公差范围内制造最终部件,同时可以调整想要的柔软度或硬度。 自由泡沫加热膨胀过程 左:3D打印的原始尺寸;右:加热后的最终尺寸 自由泡沫的3D打印与测试 这种新工艺允许3D打印机生产比打印机原始构建区域更大的最终泡沫部件,并使泡沫产品能够以紧凑的尺寸运输,用户只需在组装或使用时使其膨胀展开即可。FreeFoam材料预计将于2023年广泛商用。 Adaptive3D通过无味、高韧性、耐应变、抗撕裂、生物相容性橡胶和类橡胶材料的增材制造,实现批量最终用途零件的生产。这种解决方案专为高产量制造而设计,同时保持低生产成本和卓越的材料性能。其服务客户涵盖医疗保健、工业、运输以及石油和天然气的广泛市场。 注:本文内容来由3D打印技术参考整理编辑,转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.新型生产级3D打印树脂在汽车工业中获得实际应用 2.宝马领投弹性体高通量增材制造工艺,在汽车领域具有巨大应用前景 3.南科大在液晶弹性体3D打印研究方面取得新进展 4.工业聚合物3D打印工艺对比:HSS高速烧结、MJF多射流熔融和SLS激光烧结
  • 打破垄断,国产米级超大幅面高温3D打印机,航空航天非金属优选方案

    打破垄断,国产米级超大幅面高温3D打印机,航空航天非金属优选方案

    近年来,国产金属3D打印技术在航空航天领域发展很快,出现了众多优秀企业和应用案例,而国产非金属3D打印(塑料)在航空航天的应用却不及预期,大部分相关终端企业选择采购国外的3D打印设备方案,例如Stratasys的Fortus 900MC,用户考虑点主要集中在如何在较大成型尺寸的基础上,使用经过验证的航空级高性能材料,仍然能够确保成品稳定性和产品一致性。在这些方面,一些中国企业正在追赶海外巨头。 与金属3D打印一样,非金属高性能聚合物也正在经历从进口转变为国产化的过程。通过完整国产化的硬件、软件、材料和打印工艺的结合,越来越多的国内外航空企业正在选择中国的高温工业打印机厂商。 一迈自成立以来一直专注于高性能塑料的3D打印研究开发,产品已被商飞、UAC、赛峰、成飞、中国航发、北航及山西航天清华等众多航空航天企业选购。经过与用户的需求交流,以及多年的技术验证,一迈正式发布航空级高性能塑料3D打印机:SPAC HT 920,分为航空版和纤维复合版。 SPAC HT 920具有920*620*920mm的超大构建尺寸,打印温度高达500℃,腔体温度220℃,热床温度300℃,优异且稳定的温度条件为打印大幅面的高性能制件创造了基础。为了避免材料受潮带来的打印性能下降甚至失败,SPAC HT 920的料仓温度达到了150℃,并且导料管也具备气体干燥功能,是超高性能材料的专用3D打印机,支持纤维增强材料。 SPAC HT 920还具备真空吸附平台,可使用附着力更好的专用膜材,同时方便取模;以及最高6Kg的自动补料功能,当用户打印较大尺寸的制件时,若首卷3Kg的材料不够,不必手动换料,SPAC HT 920在备用料仓中仍然有3Kg材料进行自动补充,过程不需等待也不需人工参与,减少外在因素导致的打印失败,2号头的支撑材料仓也是如此。若6Kg材料均已用完时,设备会自动暂停并提醒。 SPAC HT 920具有液冷式散热的双打印头,支持独立升降和自动清洁喷嘴,以确保双头打印效果。打印头可模块化更换,当需要维护或更换为纤维增强套件时,将会体现出易用性。此外,SPAC HT 920还具备堵头检测、远程检测、互联网远程控制等功能。 为了确保打印稳定性,减少由于温度或应力位移误差带来的性能不一致,SPAC HT 920分别针对热床温度、腔体温度及热风循环、Z轴强度等因素经过了大量的仿真模拟分析,优化后得到了非常优异的表现。 中国商飞使用一迈机器打印的高性能制件 针对航空应用的非金属材料,目前主要使用PEI 9085,该材料具有优异的阻燃性能、FST评级和大量的实践验证。同时,一迈已与相关国产材料企业进行联合测试开发,期望能够开发出适合3D打印的国产高性能塑料。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.美海军与Stratasys达成25台2000万美元的历史最大政府3D打印机购买交易 3.Stratasys 3D打印机关键专利本周到期,高温FDM市场将迎重大变化 4.工业聚合物3D打印工艺对比:HSS高速烧结、MJF多射流熔融和SLS激光烧结
  • NASA将复合材料3D打印纳入未来技术储备和创新研究计划

    NASA将复合材料3D打印纳入未来技术储备和创新研究计划

    Continuous Composites是一家先进的复合材料3D打印技术公司,已被NASA的小型企业创新研究(SBIR)计划选中,使用其专利的连续纤维3D打印技术,制造太空低热膨胀系数开放式网格等结构。SBIR计划是NASA为太空探索任务进行的技术储备和创新项目,通过选择数百家小型企业和数十家研究机构来开发技术,帮助推动太空探索的未来。 波音CST-100Starliner压力容器上的等轴网格结构 Continuous Composites因其CF3D连续纤维增强材料、快速固化光敏聚合物和先进的机器人技术而被选中,这些技术能够制造用传统制造方法无法生产的复合材料结构——更高效、且成本更低。该公司指出,这种开放网格肋结构在许多行业都有应用,包括太空和航空航天。 该公司成立于2015年,声称拥有“世界上最早获得的连续纤维3D打印专利”,能够将连续纤维增强材料与热固性树脂技术相结合,安装在机械臂末端的执行器用于将纤维材料与快速固化的聚合物树脂一同沉积。加入了纤维的树脂在紫外线下几乎立即固化,产生具有可定制强度特性的各向异性部件。该技术可处理多种纤维类型,包括碳纤维、玻璃纤维、光学纤维和金属纤维。 3D打印可以非常精确地定位和定向连续纤维。因此,可以将纤维放置在产品内部的选定方向和位置,使其沿着指定载荷路径提供所需强度和刚度,形成内部结构的组成部分。这意味着纤维被安置在需要其发挥作用的任何位置,多条纤维甚至可以在整个零部件中形成一系列传感器。与此同时,由于3D打印不再需要工具或模具,因此它提供了一步制造方法来生产任何形状的连续纤维增强复合材料,从而取代了更复杂、耗时且昂贵的传统多步制造技术。 3D打印的开放式网格结构 Continuous Composites表示,本次计划将展示CF3D先进的机器人转向单个连续碳纤维丝束,打印和测试一个扁平的1.6x3.3英尺开放等网格肋结构。据报道,CF3D打印的等网格结构可以沉积在许多不同形状(包括平面、圆柱形、球形、圆锥形等)的支撑表面上。根据发射和空间载荷,可以优化生成的零件以获得所需的强度和刚度。 “鉴于我在空间应用复合材料设计方面的背景,我很高兴能够在这个NASA项目中展示我们独特的纤维转向能力。除了与NASA的合作,Continuous Composites公司的技术也受到美国空军青睐,后者使用3D打印技术制造飞机翼梁和翼肋结构,同样也为网格结构。 注:本文内容来由3D打印技术参考整理编辑,转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.美空军研究室大力开发连续复合材料3D打印,并用于无人机机翼成型 3.纤维复合材料3D打印入选“十四五”国家重点研发计划,附5款国内已商业化的打印装备 4.视频:大型工业六轴连续纤维增强复合材料3D打印机
  • 新型生产级3D打印树脂在汽车工业中获得实际应用

    新型生产级3D打印树脂在汽车工业中获得实际应用

    树脂因其具有优异的机械性能和加工性能,在汽车行业具有重要应用。这种材料的使用,有利于减轻汽车运行质量,提升汽车燃油经济性和汽车设计性,实现零部件的一体化发展,有效降低汽车制造成本。尤其是近年来3D打印技术和高性能树脂材料的发展,将企业开发周期大为缩短,生产级的树脂更是在制造终端获得使用。 以丰田Gazoo Racing赛车团队为例,其一直在与3D Systems合作,为赛车运动、汽车定制以及短期和长期生产能力寻找增材制造(AM)解决方案。随着材料化学的新进展,3D Systems公司将一系列突破性的生产级树脂推向市场,提供了创新的材料性能和寿命。基于Figure 4的3D打印系统,使快速交付数千个更小的批量生产部件成为可能。如今这项工作正在扩展到3D Systems的大尺寸立体光固化(SLA)系统ProX 800,后者可提供全尺寸、1:1比例的夹具、夹具和生产部件制造能力。 汽车等生产制造业已经转向生产级树脂,3D Systems生产级材料具有极高的强度和更好的耐久性,通过与丰田的合作,测试了这些革命性材料的全部潜力。 新推出的Accura AMX Rigid Black 是一款创新材料,结合了长期环境稳定性和高性能机械特性与立体光固化成型技术的成熟优势,具有卓越的表面质量、制造精度和可重复性,非常适合用于包括汽车和赛车及消费品在内的一系列行业的制造和工程应用。 使用 Accura AMX Rigid Black 生产的带纹理的夹具,具有与标准热塑性塑料相似的应力/应变性能 与此同时,Accura AMX Rigid Black 能够以具有成本效益的方式交付结构性承重定制最终用途组件、大型制造辅助工具、夹具和固定装置的理想之选,也十分适合用于替代注塑成型或软模具工艺的直接生产。 TOYOTA Gazoo Racing使用 3D Systems Accura AMX Rigid Black 制造了汽车格栅CNC夹具 - 实现了具有光滑侧壁和卓越各向同性强度的生产部件 Figure 4 Tough 60C White 是一种生产级品质的白色多功能材料,不仅符合生物相容性要求,而且具有出色的抗冲击强度、伸长率和抗张强度。该材料具有类似于注塑成形的表面质量,可提供长期的环境稳定性和持久的白色。该材料可用于批量生产高机械承重部件,并能够在多年内保持功能和稳定。 同时,该树脂具有65℃的热变形温度和23%的断裂伸长率,7.1%的屈服伸长率使其非常适合制造支架、卡扣和夹片。高打印速度和简化的后处理速度可实现出色的吞吐量。 在往期研讨会中,深入探讨了丰田GAZOO赛车如何应用3D Systems新推出的生产级树脂的案例,以及生产级树脂的进步带来的新功能,扫描下方二维码回看。   网络研讨会的主题包括:什么是3D打印生产级树脂?新材料科学如何使生产应用成为可能?案例:全尺寸增材制作制造辅助设备案例:增材制作生产车身内部部件TGR赛车如何利用3D打印技术应对挑并取得成功3D Systems生产级树脂背后的材料科学数据 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.增材制造如何提高汽车行业生产力并推动创新 3.【电子书】3D Systems推出大尺寸批量制造尼龙机SLS 380,将3D打印融入生产流程 4.一种新型光固化3D打印工艺装备,能够处理50倍于标准的高粘度树脂
  • 90后掌舵,国内又一家增材制造(服务)企业科创板上市

    90后掌舵,国内又一家增材制造(服务)企业科创板上市

    6月21日,3D打印技术参考了解到,湖北超卓航空科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市,于22日开始申购。该公司是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一,主要从事定制化增材制造和机载设备维修业务。招股书显示,2019年、2020年及2021年度,公司分别实现营业收入5123.06万元、1.22亿元及1.41亿元,最近三年年均复合增长率为66.08%。此次公开发行股票,超卓航空因此成为即铂力特之后第二家在科创板上市的中国增材制造企业。 同时值得注意的是,该公司招股书指出,超卓航空公司董事、副总经理、核心技术人员、研发总监生于1991年,持股超30%,是最高持股人。其历任超卓航科董事、副总经理、研发总监。自2014年12月于普渡大学毕业后,在超卓航空负责了冷喷涂工艺的整体研发和管理,带领团队成功攻克冷喷涂工艺中的多项关键难点,为公司6项发明专利的第一发明人。2018年以来,其带领公司获得国家企业技术中心、第24届全国发明展览会“发明创业奖·项目奖”银奖等各类荣誉和奖项。 湖北超卓航空科技股份有限公司(来源:该公司官网) 基于自主研发的高强铝合金高压冷喷涂增材制造技术、高性能涂层界面污染控制技术,超卓航空实现了应用冷喷涂增材制造技术进行航空机体结构再制造,为我国多型号战斗机起落架大梁疲劳裂纹修复及延寿项目难题提供了更优解决方案,修复效果通过了由空军装备部、实战部队、我国航空航天高等院校及科研院所以及基地级大修厂的专家组成的技术评审团的状态鉴定,是中国空军装备部下属 A、B 基地级大修厂多型军机起落架大梁疲劳裂纹修复再制造的唯一供应商,为我国军方单位增加了数十万飞行小时的飞行资源。经中国航空工业集团下属某战斗机设计研究所试验测试后,公司修复的起落架大梁可实现的起落次数达到了原设计值的 3 倍,创造了显著的军事效益和经济效益,为军方维修保障及装备费用节约做出了重要贡献,行业地位突出。 超音速火焰喷涂工艺介绍(来源:该公司官网) 冷气体动力喷涂工艺介绍(来源:该公司官网) 等离子喷涂工艺介绍(来源:该公司官网) 冷喷涂增材制造技术是一种建立在空气动力学上的增材制造技术,可应用于制作保护涂层和功能涂层、零部件修复、增材制造等领域。3D打印技术参考了解到,该技术在欧美等国家的应用水平相对成熟,但国内尚处于追赶阶段,且国内企业实现冷喷涂增材制造技术商业化应用的企业较少,产业链和行业标准也有待健全和完善。 招股书指出,超卓航空是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一,实现了多种金属材料的高强度沉积,建立了冷喷涂增材制造技术体系,并将该技术成功应用于机体结构再制造领域。 冷喷涂增材制造技术是一种基于高速粒子固态沉积的涂层制备方法。喷涂粒子在固态下碰撞基体,经过剧烈的塑性变形而沉积形成涂层,同时对基体不形成热影响,可作为近净成形技术直接喷涂制备块材和零部件,在防护涂层和功能涂层的制备、装备制造和再制造领域具有广阔的应用前景。目前冷喷涂增材制造技术已经在美国、欧洲、澳洲等发达国家和地区用于直升机、战斗机、轰炸机、潜艇等军事装备修复再制造领域。 冷喷涂被美国等国用于军事装备修复领域 超卓航空还是国家高新技术企业、国家认定企业技术中心,拥有国家级博士后科研工作站,经过多年的研发投入,公司不断提升在原位增材制造、冷喷涂增材制造工艺参数、增材修复界面污染度控制、飞机承力结构疲劳裂纹源区强化增材补强修复等方面的技术水平,拥有了较强的技术储备,并成功实现了以冷喷涂增材制造技术进行再制造的工程化、商业化应用。 随着国际军事环境的日益复杂,我国国防军事装备,特别是军用航空器、武器装备的保障性需求增长明显。此次科创板上市,超卓航空拟募资2.79亿元。其中,2.19亿元用于增材制造生产基地项目,3068万元用于钛合金粉末的冷喷涂工艺开发项目,2964.49万元用于高性能靶材研发中心建设项目。 未来,公司将围绕自身核心技术优势,结合军用航空器修复再制造和高性能靶材的市场需求情况,不断提升研发和生产能力、优化产品结构、拓宽应用领域,实现可持续发展,努力实现成为“成为中国增材制造技术多场景应用专家”的愿景。 注:本文使用简称为超卓航空,也称超卓航科。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.工艺综述:金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 3.增材制造在航空航天工业中的市场趋势、制造优势、应用范围及研究现状 4.铂力特二期项目将成为国内规模最大的金属增材制造智能工厂