落地应用 – 3D打印技术参考-(第135页)    
  • 天问一号变推力发动机等采用3D打印零件,减重、减体积是关键

    天问一号变推力发动机等采用3D打印零件,减重、减体积是关键

    在天问一号探测器上,航天六院研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统,共计48台大大小小的发动机。它们分别为着陆器着陆过程悬停、避障及缓速下降过程提供可靠动力,为环绕器系统提供轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力。当进入合适的着陆时机,天问一号在3000N发动机作用下,下降到距离火星100km的高度,实现环绕器和着陆器分离。为使着陆巡视器降低运行速度达到着陆要求,作为着陆巡视器主发动机的7500N变推力发动机接续发挥关键作用,为着陆巡视器动力减速、悬停避障和缓速下降等软着陆任务提供轨控推力。祝融号探测器着陆该型发动机是六院研制团队在借鉴探月任务中7500N变推力发动机工程经验基础上,根据火星探测任务全新设计制造的发动机。并且相较之前探月任务中同样推力的7500N发动机,为了满足火星探测器安装结构要求和减重需求,并提升发动机性能,研制团队首次在我国开展深空探测的航天器上将推进分系统发动机燃烧室从以往的低室压方案改进为中室压方案,从而保证了相同推力情况下,发动机体积更小、性能更高。制造过程中,改进型7500N变推力发动机与以往7500N发动机的性能和推力一样,但重量和体积只有以前发动机的三分之一,结构也更加优化、紧凑。发动机的对接法兰框还首次采用3D打印技术,“一次打印成型”避免大余量去除原实心棒材或锻件引起的变形,也保证了发动机与总体对接的质量稳定性。 祝融号火星车 “天问一号”探测器由航天五院抓总研制。在 “天问一号”的研制过程中鑫精合作为增材制造解决方案提供商,采用激光选区熔化成形技术(SLM)制造交付产品 30 余项,激光沉积技术(LDM)制造交付产品 9 项。在减重、特殊功能实现等多个维度解决火星登陆项目研制工艺技术难题。减重、减体积为关键指标——材料和结构是关键在以上报道中,减重、减体积属于关键指标。3D打印在复杂结构制造方面的优势无疑能够帮助这两个指标更容易实现。减重即为轻量化。轻量化的实现途径主要有三大方面:一是材料的优化设计和应用;二是产品结构的优化设计;三是先进制造技术的开发应用。三者相辅相成不仅可以实现最终产品减重,同时也将减少构件体积。轻量化材料就是可以用来减轻产品自重且可以提高产品综合性能的材料。材料轻量化,指的是在满足机械性能要求的前提下,通过采用轻量化的金属和非金属材料实现重量减轻的方法。在当前的轻量化材料中,钢铁仍然保持主导地位,但在天问一号上面使用钢铁减重,这显然不可能。而当前3D打印领域最主要的轻量化材料无非就是铝合金和钛合金,因此,这两类材料很可能被天问一号探测器使用。并且,关于铝合金和钛合金,及其特殊结构的应用已经不乏案例。2018年5月21日,嫦娥四号中继星“鹊桥”在西昌卫星发射中心成功发射,这是航天529厂首次实现3D打印产品的在轨应用。该星上面的斜动量轮支架便是采用铝合金3D打印生产和制造。 动量轮支架打印成品及在中继星上的装配图(来源:altair) 2019年发射的千乘一号整星结构采用面向增材制造的轻量化三维点阵结构设计方法进行设计,并通过铝合金增材制造技术一体化制备;在其他卫星产品上,铝合金点阵和拓扑优化结构产品、钛合金激光送粉3D打印产品、钛合金激光铺粉3D打印产品也已实现在轨应用。2020年,我国新一代载人飞船实验船成功验证。此次试验船搭载了星驰恒动公司研制的60余件金属3D打印产品,涉及三维点阵类轻质材料结构产品、热管理功能类产品、复杂形状直属件产品等多种类型。与此同时,新一代载人飞船直径达4米的超大尺寸整体钛框架也由3D打印工艺制造,成功实现了减轻重量、缩短周期、降低成本等目标。新一代载人飞船试验船的成功返回也标志着超大尺寸关键结构件整体3D打印技术通过大考。 新一代载人飞船试验船返回舱及采用激光沉积3D打印制造的返回舱防热大底框架实物 除此之外,与天问一号当前同在火星的毅力号上面同样也包含3D打印产品,公开报道共有11件,其中5件为钛合金的精密X射线光谱仪外壳。钛合金的高强度质量比使其重量比常规生产的零件少了3到4倍。从以上应用案例不难看出,钛合金和铝合金是当前卫星、探测器3D打印应用的重要材料,而点阵和拓扑优化结构为减重、减体积进一步贡献作用。火星探测器的着陆成功,标志着增材制造技术在航天深空探测领域应用迈出开拓性的重要一步。 这些材料和结构助力“天问一号”成功落火 在天问一号着陆火星的过程中,面临被烧毁或者坠毁的风险。任务能否成功,取决于“天问一号”的结构和采用的材料,对此官媒对此进行了介绍。以下便是为保障探测器顺利着陆和正常工作发挥作用的先进材料和结构(内容来源于《中国航天报》等媒体): 1. 超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料:应用于火星探测器上气动加热最严重的大底结构及大底拐角部位。 作用:在探测器着陆的阶段,该材料表面与火星大气摩擦并发生复杂的物理化学反应,带走大量的热量;同时该材料还具有良好的保温隔热性能,将热浪排除在探测器之外,有效保护探测器不被烧坏。 研究团队:中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所。 2. 连续纤维增强中密度防热材料:应用在需要维持探测器整体形状的上下边缘和结构的支撑部位以及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件。 作用:该材料相比低密度材料强度更高,密度为0.9g/cm3,兼顾了耐烧蚀和承载能力。 研究团队:中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所。 3. 超轻质的烧蚀防热涂层材料:应用在气动加热较为缓和的背景部位。 作用:涂层密度为0.28g/cm3,热导率为0.06W/(m k),隔热性能优良,对着陆器的减重也起到重要作用。 研究团队:中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所。 4.特种吸能合金:应用于着陆机构。 作用:该合金具有突出的强韧性、轻质性和吸能性,可吸收探测器着陆的冲击能。 研究团队:中国科学院合肥物质科学研究院固物理研究体所。 5. 高性能碳化硅基增强铝基复合材料:应用于探测器高精密仪器。 作用:重量轻、强度高、刚性好、宽温度范围下尺寸稳定,满足“天问一号”长时间运行时对关键机构的材料需求。 研究团队:上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室团队。 6.铝硅封装外壳:应用于探测器着陆系统的TR组件等核心元器件封装解决方案。 作用:保障探测器着陆系统电路的安全,为器件内部电路穿上安全可靠的保护衣,保障探测器在火星的安全平稳着陆。 研究团队:合肥圣达电子科技实业有限公司。 7. 新型铝基碳化硅复合材料:用于火星车结构、机构、仪器等几十种零部件。 作用:火星车要在工况复杂的火星表面长距离行走,这对火星车材料的轻量化、高强韧性、高尺寸稳定性、耐冲击性提出了极高的要求,传统铝、钛合金难以兼顾综合要求,新型铝基碳化硅复合材料可胜任。 研究团队:中国科学院金属研究所团队。 8. 新型镁锂合金:用于探测器结构。 作用:目前世界上最轻的金属结构材料之一,可实现探测器轻量化。 研究团队:西安交通大学团队。 9. 高精尖铝材(蒙皮板、自由锻件、超大规格板、锻环、铝锂合金):应用于探测器。 作用:保障天问一号火星探测器长期的太空行驶及完成着陆。 研究团队:西南铝业(集团)有限责任公司。 10. 有机热控涂层:航天器外表面及仪器表面。 作用:探测器在进入轨道后,处于地球大气层以外的超高真空空间环境,朝向太阳的部分表面温度非常高,而背向太阳的部分表面温度非常低,导致航天器“冰火两重天”。该材料可以保证探测器能够在极端复杂的温度下保持正常工作,通过调控温度达到热控需求。 研究团队:中国科学院上海有机化学研究所有机热控涂层研制组。 11. 纳米气凝胶:用于火星车。 作用:很轻、隔热性能好,在探测器“落”与“巡”两项任务中发挥作用。 研究团队:中国航天科工三院306所。 12. 聚合物智能复合材料:用于可展开柔性太阳能电池系统。 作用:实现柔性太阳能电池的锁紧、释放和展开,以及展开后高刚度可承载等功能。 研究团队:哈尔滨工业大学团队。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.“天问”携“祝融”成功落火,航天五院529厂积极开展3D打印技术的研究与应用 2.含钛合金和超级合金3D打印组件,毅力号今日成功着陆火星 3.关键结构件3D打印技术在新一代载人飞船中的应用 4.从嫦娥四号登月,看航天529厂如何实现3D打印在轨应用
  • 提前布局MES,迎接增材制造批量化生产的时代

    提前布局MES,迎接增材制造批量化生产的时代

    什么是MES MES(制造执行系统)是企业生产的整体管控系统。近几年来,智能制造成为了关注焦点,MES作为实现智能制造的重要推手,也得到了广泛关注,引发了应用热潮。 大量企业通过应用MES,解决了管理生产现场“黑箱”的问题,实现了对物料的跟踪和追溯、生产过程的可视化、生产过程的闭环控制等,达成了提升产品质量和人员工作效率、降低库存、缩短交付周期等业务目标。可以说,MES已经成为了成为企业构建智能化工厂、实现数字化转型的必然选择。 增材制造为什么需要MES 增材制造经过30余年的发展,已经从一种新兴技术演进成为一种能够挑战传统制造工艺的革命性技术。未来的几年,将是增材制造登堂入室,成为主流制造技术之一的关键时点。 要完成从设计验证向批量化终端零部件生产的转型,增材制造企业必须找到一种方式,来最大限度地利用工厂中的各种3D打印设备,更高效地管理生产流程,提升生产力,从而扩大运营规模,提升市场份额,取得更好的盈利能力。 为了应对这些挑战,需要引入增材MES这样一个能管控端到端增材制造流程的软件。当前,领先的企业已经开始为加速迈向批量化生产进行布局。可以预见,在不久的将来,增材制造对软件的需求将从设计、工艺软件平分天下转变到设计、工艺、流程管理软件三足鼎立的状态。 增材MES作为旨在记录、控制、自动化整个增材制造流程的系统,能够帮助用户节省材料和人力,提升打印质量,降低生产成本,实现端到端生产流程的可视化和自动化。那么,对于增材MES来说,最为核心功能有哪些呢? 增材MES的六大核心功能 1 订单管理和跟踪 订单管理是MES的根基,因为后续的所有流程都与订单相关联。订单管理可以帮助企业集中管理所有订单,并在整个生产流程中形成一条完整的数字线索,通过实时状态跟踪,确保订单能准时交付。 2 自动文件准备 文件准备是增材制造流程中不可或缺的一环。对于批量化生产,为了最大限度地减少人为错误,提升生产效率,必须减少在重复性任务上花费的时间。 因此,在增材MES中,对文件准备的关注点将从功能的完备性转移到自动化程度。有了人工智能的加持,诸如自动识别零件类型、自动为零件寻找理想的摆放角度、自动添加支撑,以及高密度2D/3D自动排版等不可或缺的功能都变得轻而易举。 3 设备管理 在生产过程中实时收集和分析数据,可以清晰地了解设备状态、生产进度,并对生产流程中出现的潜在问题做出风险预警,甚至给出预测性设备维护建议。 工业物联网让海量、实时、高频的数据采集和处理成为了可能。随着越来越多的设备开始采用OPC-UA、MTConnect等工业协议,增材MES也需要集成工业物联网能力。工业物联网赋予工厂一双慧眼,将生产流程中很多原本被隐藏起来的微观信息挖掘后,清晰地展现出来。 此外,后处理的自动化也是增材制造迈向批量化生产的一大障碍。因此,除了3D打印机,对热处理、清粉、染色等后处理设备的管理同样不可忽视。 增材MES集成工业物联网能力后让海量、实时、高频的数据采集成为了可能 4 自动化生产排程 传统的人工排程无法根据订单、设备、物料状况的动态变化进行及时调整,无法适应增材制造灵活的生产要求。 自动化生产排程需要根据交货日期,将生产任务安排到多台设备上。排程结果还需要根据订单的优先级,以及设备的实时状态进行动态变更。对于有交付风险的订单,能发出警告,并进行动态插单。 如果增材MES能通过工业物联网与设备完全集成,还可以直接向设备下达指令。对于常常采用分布式生产的增材制造,这可以显著提升工厂的运营效率。 自动化排程可以显著提升增材制造工厂的运营效率 5 完整的可追溯性 可追溯性对于批量化生产至关重要。一种典型的方式是对生产流程的每一个环节,无论是3D打印、后处理、质检和发货,其中涉及的订单、零件、物料和设备信息,都生成可以追溯的二维码。 一旦在某一环节发现缺陷,则可以立刻通过分析相关信息找出问题的根源以及它的影响范围,真正做到让生产状况一览无余。 6 强大的分析和报告能力 增材MES需要分析生产流程每个步骤,通过灵活配置的看板和报表,看到生产中的各种实时数据和历史数据。全面的分析工具可以提供有关设备性能、材料使用情况等指标,让用户依据数据进行决策,找到并消除流程中的瓶颈,最终提升生产力。 通过灵活配置的看板和报表 可以看到生产流程中的各种实时数据和历史数据 扫码关注OQTON堃腾智能制造,即可免费申请软件演示 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.工艺人员会失业吗?开启金属3D打印,并没有你想得那么难 2.有没有一款3D打印数据处理软件,能满足齿科加工的所有需求? 3.打通齿科数字化全链条!黑格科技3D打印应用云平台正式上线 4.现在及未来,将受益于陶瓷3D打印的行业有哪些
  • 国产「高流动性」3D打印铝合金粉末获批量应用

    国产「高流动性」3D打印铝合金粉末获批量应用

    高品质球形金属粉末是高性能金属增材制造的重要保障,其成分、氧含量及粉末物理特性(形貌、粒度分布、粉末流动性、松装密度等)对3D打印成形过程稳定性和制件理化性能至关重要,影响并决定产品能否装机应用。在众多粉末技术指标中,粉末球形度和卫星球比例直接影响粉末的流动性和松装密度。粉末球形度低或卫星球比例过高会直接影响送粉或铺粉质量,进而影响打印件质量,产生内部和表面缺陷。近年来,随着增材制造技术日趋成熟,对于复杂构件的高效成形和大型部件的需求越来越高,增材制造智慧工厂亦应运而生,但受限于下置式供粉模式在设备运行过程中无法在线添加粉末,而开仓加粉易产生台阶接差和冶金缺陷,因此国际主流大尺寸设备通常采用上送粉式的连续送粉系统。上送粉方式对粉末的流动性要求较高,如果粉末流动性不好导致落粉不均匀,或在铺粉过程中出现结块、凹凸不平等现象,会对打印质量产生不良影响。未来,金属增材制造对高流动性粉末的需求将愈发凸显。铝合金粉末由于密度轻,本身不易获得高的流动性,而且制备铝合金粉末的形貌控制较其他合金材料难度要大,以至于在很长一段时间内3D打印用铝合金粉末仅以安息角评价粉末流动性,而无法采用霍尔流速计直接测量。近年来,北京康普锡威科技有限公司不断开发先进雾化制备技术,在2020年推出了优化后适用于金属增材技术的系列高流动性铝基合金粉末材料,粉末球形度高、流动性好,进一步突破了以往铝合金粉末流动性不佳、松装密度低等技术难题。目前该公司高流动性铝基合金粉末材料(AlSi10Mg等)已在航空航天、汽车交通等领域获得批量应用,粉末产品特性及打印制件均有良好表现。 高流动性AlSi10Mg粉末特性 高流动性AlSi10Mg 3D打印制件 下图为常州钢研极光增材制造有限公司使用高流动性AlSi10Mg粉末打印的某产品工艺研发样件(未经任何表面处理),沉积态样件表面一致性好,表面粗糙度低(Ra约3-4μm)。 3D打印试样和模型 3D打印样件微观形貌 利用高流动性AlSi10Mg粉末制备3D打印试块,成形态金相横纵向面偶见小孔,无较大气孔。整体致密度较高。 3D打印样件纵向(Z)微观形貌 3D打印样件横向(XY)微观形貌 3D打印样件致密度 采用排水法对3D打印样件进行致密度测试。利用高流动性铝合金粉末打印的不同大小样件密度差异小、均一性好。 3D打印样件致密度 3D打印样件力学性能 高流动性AlSi10Mg粉末打印力学性能如下: 高流动性AlSi10Mg 3D打印力学性能 关于康普锡威 北京康普锡威科技有限公司成立于2005年,是有研科技集团有限公司(原北京有色金属研究总院)下属公司,属于有研粉末新材料股份有限公司(以下简称:有研粉材,科创板上市企业,股票代码688456)全资子公司。北京康普锡威科技有限公司长期致力于各类球形金属粉末的研发及产业化,拥有国家科技部首批“金属熔体分散处理高技术创新团队”,项目“球形金属粉末材料雾化制备技术及产业化”获2017年国家科技进步二等奖。研发团队自上世纪80年代开始进行快速凝固雾化技术的研究开发和生产应用工作,是国内较早进行球形金属粉末雾化制备技术研究和应用的团队之一。公司依托自主开发的成套高品质粉末雾化制备技术,开展增材制造、微电子互连、金属功能粉体材料等球形金属粉末产品的开发与服务。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.国产「高流动性」铝合金3D打印粉末获得突破 2.当前国内外高强铝合金种类、性能信息汇总 3.铝合金大尺寸构件3D打印一体化制造的需求、限制因素及进展 4.ExOne、DM同时宣布突破铝合金粘结剂喷射3D打印
  • 打通齿科数字化全链条!黑格科技3D打印应用云平台正式上线

    打通齿科数字化全链条!黑格科技3D打印应用云平台正式上线

    国家卫生健康委国际交流与合作中心2019年发布的《全球视野下的中国口腔产业》调研报告显示,中国口腔行业以高于GDP增速50%-100%的增长率快速发展,是全球口腔领域发展最快的国家之一。 口腔行业增长潜力爆表,作为行业参与者应该如何把握机遇?数字化是答案之一。数字化可以大大提升诊疗和齿科产品生产效率,在设备、设计、工艺流程等方面已经有所应用,但目前仍然仅限于局部应用,很少有全链路数字化解决方案。 近日,在华南国际口腔展上,黑格科技重磅推出数字化运营服务平台HeyGears Cloud,为齿科企业提供快速、具有高附加值的一体化工具,打通口腔行业的各生产环节,实现全流程贯通、全信息集成、全环节监管,真正做到了全链路的智能化、自动化、可视化。 HeyGears Cloud具有智能运维、专业齿科设计服务、自动化数据处理、行业应用算法等功能,有效避免信息延迟及人力消耗,全面提高生产流程中的智能协作程度。 HeyGears Cloud采用轻量化的操作方式,诊所端、技工所端均可快速上手使用。前不久,黑格科技2小时俱乐部椅旁解决方案发布,目前已搭载HeyGears Cloud运行。 医生端仅需上传口扫数据模型,下单设计,确认打印三步简单操作,其余环节由平台自动完成。黑格设计服务中心极速接单,与医生在线沟通方案及确认,提供导板设计及钻孔流程指导。通过2小时俱乐部椅旁解决方案,医助可一键打印导板,根据钻孔图高效、安全完成种植手术,实现标准化、规范化的椅旁即刻诊疗。 此外,HeyGears Cloud可为技工所规模化量产解决方案提供智能“全视角”,实现全自动化,整个流程进度一目了然,可实时监控设备状态,通过高效设计、批量化前处理、生产可视化排产等功能,实现每个环节高效连接,提升生产效率。 黑格科技HeyGears Cloud将打通齿科数字化生产的全链条,构建起一套标准且高效协同的工作流程,让诊所和技工所可更专注于各个业务高效、精细化运营,这是黑格科技在齿科行业全链路数字化解决方案应用的一次突破,也是持续推动齿科行业数字化的又一个里程碑。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.有没有一款3D打印数据处理软件,能满足齿科加工的所有需求? 2.工艺人员会失业吗?开启金属3D打印,并没有你想得那么难 3.牙科 | 3D打印纯钛、TC4、钴铬合金的性能对比 4.年盈利13亿美元的隐形牙套制造商——隐适美的商业模式
  • GE公司的新尝试:采用金属3D打印代替铸造,发现成本更加经济

    GE公司的新尝试:采用金属3D打印代替铸造,发现成本更加经济

    继创新的发动机燃油喷嘴,以及GE9X和Catalyst涡桨发动机大规模使用3D打印零件之后,GE公司似乎已经很久没有大的3D打印新闻发布。然而对于这家世界领先的新技术领袖来说,创新总是在路上。近日,GE公司旗下航空部门展示了金属3D打印如何低成本代替铸造工艺、生产传统无创新设计部件的案例。即便已为铸模付出了巨大成本,但选择金属3D打印依旧经济可行。 第一次发现金属3D打印比铸造要便宜 大多数制造商都难以在支付了铸模费用的情况下,放弃使用铸造而选择金属3D打印,主观上的成本考量都不会将两者相提并论。然而,GE Aviation(GE航空)和GE Additive(GE增材)的合作证明,金属增材制造可以与传统铸件的价格持平。其成功制造的四个3D打印部件将削减多达35%的成本,这足以让管理部门淘汰旧的铸模。 同样重要的是,GE Additive的工程师从识别目标零件到3D打印最终原型,总用时仅10个月,而使用铸造工艺生产这些零件则需要12到18个月甚至更长时间。GE Aviation的增材制造部门负责人表示,这是他们第一次发现金属3D打印比铸造还要便宜,即便在有外部供应商报价的情况下,金属3D打印仍然具有成本优势。 与以往利用零件合并来减少组装从而降低大量成本不同,此次3D打印的零件完全基于铸造模型,没有任何的设计更改。这一发现让GE Aviation着手寻找其他发动机上更多的零件,并采用金属3D打印来降低成本。 零件审查,减少外部依赖,探索金属增材制造与铸造的成本差距 GE Aviation对铸件的年度审核始于2020年初,力求降低现有产品的生产成本,包括外部委托生产的数百种铸件。对于GE Aviation来说,只有少数供应商可以为航空业进行铸造,因此必须确保公司不会过分依赖于特定供应商。如果能够以更少的成本自行制造部件,这无论对于快速生产备件还是降低生产成本,都至关重要。 零件审查的过程需要考虑多种因素,包括零件的尺寸、形状、功能,以及打印材料、工艺是否成熟可靠,还需要考虑后处理步骤的便捷性,例如能否通过机械加工消除表面缺陷以及能否通过钎焊为零件增加配件等等。在零件甄别的过程中,工程师须不断自问,有没有哪些事情一年前做不到而现在在技术上是可行的。 3D打印不仅适合制作复杂零件,对于具有简单形状的零件也易于从现有模型进行打印,从而节省时间并减少铸造所需的模具支出。因此,零件审核同时检查了各种批量生产的零件。到2020年2月,GE Aviation已经确定了180种铸件通过3D打印可以节省成本。为了确保结论的准确性,由GE Aviation和GE Additive工程师组成的团队分别使用各自的生产和财务模型,将其分为几个小组,核算了每个零件的3D打印投资回报率。 最终有几十个零件通过了初步筛选,补充分析选定了其中九个,包括船用燃气轮机、涡扇发动机和一些军事项目的零件。这些零件的材料均是CoCr合金或者Ti-64。在考虑能够使用工厂内部的Concept Laser M2打印的前提下,可选择的零件范围进一步缩小,在优先考虑了基于零件工程资源以及节省成本对发动机计划重要性的因素下,项目团队确定了引气系统适配器盖成为计划的重点。 四个零件的尺寸一致,直径约89mm,高约152mm,均由CoCr合金制成,其作用是处理来自涡轮压缩机部分的热压缩空气。从制造的角度来看,这些零件具有近似的几何形状和相似的功能。项目团队认为M2一次可以打印三个部分,但工程师们很快重新设计了版面,将其增加到四个,这立即提高了生产率,因为打印四个部分和打印三个部分所需的时间大致相同。 该项目的3D打印工程师通过仿真和分析,证明了这些零件的性能与替换的铸件相同。在每一版的打印任务中还增加了测试样条,其中一些位于零件的开口腔中,技术人员因此可以测量每次生产运行的完整性。 END 该项目的意义在于, GE Aviation首次严格按照成本将生产从精密铸造转变为增材制造。这些零件均是一对一的替换,没有进行任何重新设计或零件合并。而采用铸件的设计进行3D打印,不仅在质量上有保证,在生产速度上更是超越铸造。该项目因此可以作为未来工作的参考案例。GE Additive的高级技术负责人也表示,GE Aviation及其增材制造工厂从业务的角度展示了他们所不具备的实力。然而笔者认为,该项目只适于特定情景。 值得玩味的是,该项目能够推进到采用3D打印进行验证的地步却是要归因于疫情。由于去年美国在病毒控制方面持续不力,GE Aviation的奥本增材制造工厂的工作也变得不饱和,增材团队因此有更多精力专注于其他项目。该项目的推进,很大程度上就是为了利用那些闲置的打印机。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.大型零件增材制造整合设计,看GE增材高级设计工程师如何说 2.GE增材:具有增强后处理和质量控制的金属3D打印 3.304个3D打印零部件的超越 | 世界最大航空发动机GE9X获得FAA认证 4.GE 增材:连续增材生产是一场马拉松,而非短跑冲刺
  • 焦点关注:上海复志将推全球第二代桌面金属3D打印解决方案

    焦点关注:上海复志将推全球第二代桌面金属3D打印解决方案

    桌面金属3D打印的代表企业主要有Markforged以及Desktop Metal,这两家公司推出的产品在长时间内引领了整个桌面金属3D打印市场。对于这种间接金属3D打印技术,脱脂和烧结是两大重要任务,而脱脂的方法则根据有机粘结剂的组成成分不同会针对性的采用热脱脂、溶剂脱脂、催化剂脱脂或者多种脱脂方法相组合。脱脂是从坯件外部逐渐向内部扩散的过程,整个过程相当漫长,成为困扰业界多年的问题。而脱脂工艺的快慢也造成了如今MIM行业的产品代际,放之于间接金属3D打印,也同样面临该问题。 全亚洲最大的3D打印技术专业展览会-TCT亚洲展即将于5月26日-28日,在上海虹桥国家会展中心举办。作为本次展会的大会赞助商,Raise3D上海复志将会在今年的TCT上发布“全球第二代桌面级金属3D打印解决方案。 图 | 复志展台 该款解决方案由Raise3D和BASF合作开发,与目前市面上的第一代桌面级金属3D打印机不同,该产品采用当下MIM行业最先进的一步脱脂法—催化脱脂,避免了产品容易发生变形和尺寸精度控制困难的弱点,能生产较大尺寸的打印零部件;同时脱脂时间更短,降低了成本,兼容现有的MIM工艺,可直接利用目前的国内手机供应链,实现规模化生产。这也意味着,Raise3D新推出的桌面金属3D打印解决方案可与当前MIM行业无缝衔接。 而当前Desktop Metal和Markforged所采用的脱脂方法是溶剂脱脂,作为上一代脱脂工艺,溶剂脱脂时间长,不仅拉长了整个产品生产周期,还制约着可生产产品的壁厚或者尺寸,使得基于该工艺的技术只适合成形尺寸小、壁薄且厚度均匀的零部件。而脱脂工艺的不同,依赖于3D打印线材中的粘结剂成分。 Raise3D的金属3D打印样品 巴斯夫推出的Ultrafuse 316L线材由超细不锈钢粉和聚合物混合而成,而催化脱脂工艺也正是由巴斯夫发明。与标准热塑性线材相同,其线径分为1.75mm和2.85mm两种,在打印过程中线材内的聚合物充当粘结剂,打印完成的部分称之为生坯。其中的主要聚合物成分在催化脱脂过程中会被除去,剩下的部分则由纯金属颗粒和残余粘结剂组成,接下来会在稍低于金属熔点的温度下进行烧结形成最终的金属零件。 BASF金属3D打印线材 Raise3D部分金属打印展示样件 Raise3D部分金属打印展示样件 根据3D打印技术参考的资料调查,Markforged金属3D打印线材的粘结剂成分为蜡和树脂,其中金属粉末和粘结剂的组分比例为60:40,而Ultrafuse 316L的金属含量则达到了90%。 高金属含量意味着降低了产生缺陷的风险、提高了成功率。巴斯夫采取了一些措施来确保在生产过程中均匀分布金属颗粒,使每个粉末颗粒都可以被一定量的聚合物包裹。这对于减少挤出过程中的不均匀流动、提高表面质量和可靠性具有重要意义。此外,高金属含量也意味着具有更高的性能,3D打印技术参考对比了Ultrafuse 316L与Desktop Metal 316L不锈钢的性能数据,发现前者在拉伸强度、断后延伸率和致密度方面均优于后者。 Desktop Metal、巴斯夫及MIM标准下的316L性能数据 Raise3D是一家位列国际第一阵营、处于高速发展的国际化公司,与多家国际知名品牌建立合作,并成为BASF金属3D打印线材大中华区的独家代理。为发展金属3D打印技术及其他先进3D打印工艺,该公司已有上市计划。 扫描下方二维码,现在预约参观立享50元门票优惠! 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.预见2021:《2021年中国3D打印材料产业全景图谱》 2.杨永强教授演讲:金属增材制造技术的进展及展望 3.金属粘结剂喷射3D打印:在尝试使用该技术时须考虑整个工艺链 4.2020年全球3D打印市场规模(设备、材料、服务)发展情况
  • 预见2021:《2021年中国3D打印材料产业全景图谱》

    预见2021:《2021年中国3D打印材料产业全景图谱》

    3D打印材料是3D打印产业中不可或缺的一部分,3D打印材料技术水平直接影响到3D打印产业的发展。多方因素助力3D打印材料行业发展,我国3D打印材料市场规模不断壮大,在3D打印行业中的比重也水涨船高。由于3D打印在装备制造业中应用较广,金属类3D打印材料的需求也变得越来越大,未来我国3D打印材料行业将逐一解决行业发展痛点,不断向更高质量,更严标准,更多产品的方向发展。本文内容来源于前瞻产业研究院。 3D打印材料产业全景图 3D打印材料是3D打印产业中不可或缺的一部分,3D打印材料技术水平直接影响到3D打印产业的发展。近年来,国家层面对我国3D打印材料行业重视程度不断加深,基本形成了较为成熟的产业链。 3D打印材料上游为基础材料供应以及初加工,例如有色金属行业、橡胶加工行业、塑料加工行业、陶瓷加工行业等,为3D打印材料提供符合标准的原材料。 中游产业为3D打印材料产业链中最重要的一环,通过各种技术手段对原材料进行加工,使其成为符合3D打印标准的3D打印材料,目前主流的3D打印材料有金属粉末材料、光敏树脂材料、光固化树脂材料、生物材料、工程塑料材料以及非金属类材料等等。 下游产业为3D打印制造,随着技术的进步,3D打印制造应用场景越来越广泛,应用在工程机械、航空航天、生物医药、汽车制造等领域。 3D 打印技术最早应用于各类原型的快速制造,故在早期也被称为快速原型技术(Rapid Prototyping,RP)。早期的3D打印技术由于材料种类的限制,大多使用有机高分子材料,其机械、化学性能大多难以满足实际应用的需求。随着材料技术与装备技术的发展,将该技术应用于终端零件制造的愿望越来越迫切,因此不仅对3D打印装备提出了更高的要求,对3D打印材料各项性能的要求也日益提高。 3D打印材料是3D 打印技术重要的物质基础,它的性能在很大程度上决定了成形零件的综合性能。发展至今,其材料种类已经十分丰富,主要种类包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料等。 政策分析:政策助推市场规模 随着全球3D打印行业的日益发展,3D打印行业越来越受到国家的关注,而3D打印材料作为3D打印的先行行业,在推动我国3D打印整体发展上扮演着重要的角色。 从积极方面看,国家层面出台了《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》、《重大技术装备和产品进口关键零部件、原材料商品目录》、《国家支持发展的重大技术装备和产品目录》、《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》等对3D打印材料行业起推动作用的政策,这些政策从制定行业发展目标、给予财政补贴、列入重点领域等方面对3D打印材料行业的发展给予支持。 2020年11月19日,国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)批准《标准化工作导则 第2部分:以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》等586项推荐性国家标准和2项国家标准修改单,其中包含8项关于3D打印的标准,分别如下,这些新标准将于2021年6月1日起开始实施。 作为决定3D打印技术发展进程的一项重要因素,3D打印材料的地位逐渐提高。随着3D打印技术的一步步普及,对于材料的需求也在飞速上涨。据悉,目前3D打印材料在3D打印行业中的市场规模占比约为24.1%,结合3D打印行业的整体市场规模,可以测算出全球3D打印材料市场规模。2017-2019年,全球3D打印材料市场规模逐年上升,2019年全球3D打印材料市场销售规模为28.8亿美元。 近年来,我国3D打印市场应用程度不断深化,在航空航天汽车、船舶、核工业、模具等领域均得到了越来越广泛的应用。3D打印技术已经成为航空航天等领域直接制造机修复再制造的重要技术手段。在汽车、船舶、核工业、模具等领域成为产品设计、快速原型制造的重要实现方式。 2017-2020年,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。根据2020年3月赛迪顾问发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》,2019年,中国3D打印产业规模为157.5亿元,较上年增加31.1%。 市场结构:非金属材料占主导 2019年,中国3D打印材料产业结构中,非金属材料产业规模25.38亿元,占比最高,达到62%;金属材料产业规模15.56亿元,占比38%。 根据IDC的对3D打印材料调查数据,2018年金属耗材占比为39.4%,低于塑料的40.4%,主要由于金属打印的产业化正处于快速扩张阶段,设备端的增长领先于材料消耗的增长。非金属3D打印通常使用塑料、树脂材料等,金属3D打印通常使用各类合金粉末和线材。 相比传统制造模式,非金属3D打印的优势主要在于无模化和可定制,但受限于材料性能,其主要用于样品和模具的生产,量和价都很难起来;而金属3D打印除了具备无模化可定制优势外,在打印效率和打印质量上相比传统金属加工工艺均有较为明显的提升,甚至能够完成传统工艺无法制造的高复杂度高精密度零部件的打印,具有更大的发展潜力。 竞争格局:国外产业化进程远超国内 我国3D打印材料市场主要由国内大型公司和国外3D打印材料公司占据,从材料产品种类来分,可以分成金属粉末材料、光固化树脂、线材和非金属材料。下面为我国3D打印材料市场中主要的国内外公司: 根据前瞻对公开信息的整理,2019年-2020年全球3D核心材料相关事件仍以工程塑料为主、金属材料为辅。从全球3D打印材料的事件来看,国外的3D材料研发机构广泛,覆盖军方、大学和企业,而中国的3D打印材料研发仍集中在科研院所端,产学平台暂未建立。 发展趋势:3D金属材料欲乘风起 众所周知,塑料材料一直朝着高强度方向发展,通过增强塑料强度用来直接替换金属用于各类复杂构件,既便宜又质轻,从而使塑料材料在3d打印制造中被广泛应用。此外,塑料材料还可以避开缺陷向复合化、功能化方向发展,特别是实现多元材料复合,进而赋予塑料特定功能。 例如,通过3d打印技术制造工艺复杂的智能材料、光电高分子材料、光热高分子材料、光伏高分子材料及储能高分子材料等新材料;利用生物塑料的生物相容性向医学人体组织发展,3d打印在细胞、软组织、器官及骨骼等方面仍具有巨大应用空间,尤其在组织工程应用中具有独特优势。 可以预见,在今后10 年内,塑料材料将仍将是不可或缺的3D打印材料,同时麦肯锡公司(McKinsey & Company)发布的一份报告指出,金属3d打印的市场价值将在未来15年内飙至100亿美元。航空航天产业为例,金属3D打印能满足其对于结构设计、材料和制造工艺的需求,在保证性能的前提下能大幅减轻零部件质量,同时还能有效缩短零部件的制造流程。 金属 3D 打印工艺中金属粉末质量是影响最终打印部件结构及性 能的关键因素之一,目前国内制粉水平接近国外但仍有差距。金属粉末质量越好,粒径越小,其打印出的产品致密性、机械性能越好。 2013年国外公司3D Systems制出的粉末粒径为6-9μm,国内钢研高纳2019 年生产粉末粒径为 10μm。铂力特公司建成的粉末生产线,可用于其 自制的 3D 打印设备,提高打印产品质量。根据铂力特招股书,其研制粉末粒径最低为 20μm 左右,与国内外先进公司有一定差距。 金属增材制造技术发展中有三个重要的因素,设备、材料和工艺,国内目前在这三方面还有提高的空间。为了扩大3D打印技术的应用规模,金属增材制造技术正在朝着低成本、大尺寸、多材料、高精度、高效率方向发展。 3D打印的快速增长主要依赖于建筑、工业机械、汽车,航空航天、牙科和医疗产业的增长。3D打印技术的发展,材料是一项重要因素。目前塑性粉末和光敏聚合物材料在3D打印作业中的应用最为广泛。由于3D打印科技工具用方向逐步转向最终产品生产应用,金属打印材料会占有越来越多的市场份额,金属材料份额比重2025年将超过60%。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.2020年全球3D打印市场规模(设备、材料、服务)发展情况 2.中国财经报:增材制造强力赋能制造强国建设 3.新型材料助力3D打印行业的循环经济之路 4.工艺人员会失业吗?开启金属3D打印,并没有你想得那么难
  • 有没有一款3D打印数据处理软件,能满足齿科加工的所有需求?

    有没有一款3D打印数据处理软件,能满足齿科加工的所有需求?

    近几年来,齿科的数字化进程方兴未艾,种植牙、隐形正畸等领域正在快速增长。齿科加工企业在拓展业务范围、扩张规模的同时,也面临着全新的挑战。比如: 如何管理诸如金属和陶瓷修复种植、隐形正畸等多种生产工艺? 如何对口扫、设计、生产数据进行统一管理? 如何快速查询订单的生产进度并进行动态生产排程? 这些挑战不仅有关于加工工艺的,也有关于生产流程的。在传统模式下,解决这些问题往往需要大量人力,或是使用多种不同的软件,效率低下且容易出错。 如果这些问题能通过一款软件得以解决,就可以帮助齿科加工企业简化流程,显著提升运营效率,起到事半功倍的效果。效率的提升也有助于承接更多的市场需求,提升市场份额,做到领先一步。 Oqton提供的正是这样一个一站式齿科解决方案,能够轻松搞定整个齿科加工的全过程。接下来,就让我们一起来细数一下它的三大特点。 人工智能驱动的增材制造 人工智能可自动对各种齿科零件进行分类。牙冠、牙桥、牙模、可摘局部义齿等不同类型的零件会使用不同的工艺路径来进行加工。 基于人工智能的自动摆放会为零件寻找理想的摆放角度。这有助于减少支撑材料的使用量、提升零件的表面质量,同时缩短打印时间和后处理工序的复杂度。 Oqton平台会根据不同的零件类型,自动生成锥状或晶格状支撑,并避免支撑接触重要的表面。为了便于后期对零件的分拣,还可以自动为零件生成标签。 Oqton平台可以实现人工无法完成的高密度3D排版,进一步提升设备的利用率。 人工智能可以根据实际使用情况来学习用户偏好的分类方式、摆放角度和支撑生成策略,实现了个性化与自动化的完美结合。 强大的CNC减材和增减材混合加工 根据坯料的情况,自动进行零件排版并生成连接杆,提高材料利用率。 零件在3D打印完成后,无缝衔接直接在基板上进行热处理和机加工,以保证精度、简化流程。 通过打印定位零件,帮助CNC设备在开始加工前精准定位。 端到端的生产流程管理 Oqton平台保留了从订单到交付的完整的数字线索。对于生产的每一个环节,无论是3D打印、机加工、后处理、质检和发货,其中涉及的订单、零件、物料、工具和设备均可用二维码或NFC进行追溯。 基于人工智能的自动排程会根据交货日期将生产任务安排到跨地域的各种设备上。排程结果还能根据订单的优先级,通过物联网获取的设备的实时信息进行动态变更。 Oqton平台会对有交付风险的订单的发出警告,并进行动态插单。 实时数据和历史数据可用于定制看板和报表,让生产状况一览无余。 Oqton平台会监控激光器、滤芯、切削刀具等关键设备组件,并适时给出维保或替换建议。 扫码关注OQTON堃腾智能制造,即可免费申请软件演示 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.工艺人员会失业吗?开启金属3D打印,并没有你想得那么难 2.十款时下最热门的3D打印数据处理软件,哪款适合你 3.一款基于3D打印工艺预测、性能数据库和全动态工艺自适应调整的黑科技软件 4.国产3D打印软件Voxeldance Additive经受住市场考验,2.0即将线上发布
  • 800万!西交大3D打印团队于央视《创业英雄汇》成功融资

    800万!西交大3D打印团队于央视《创业英雄汇》成功融资

    在4月23日的央视财经频道《创业英雄汇》节目中,来自陕西聚高增材智造科技发展有限公司的创始人杨春成,凭借PEEK 3D打印在医疗领域的优势及公司实力,成功实现800万融资。该公司开发的PEEK 3D打印植入物在医疗领域获得了广泛认可,产品在全国20多个城市、50多家医院获得应用,在2020年销售额突破1000万元,造福了众多病患。 依托西交大,开拓 PEEK 3D打印医疗应用 陕西聚高增材智造科技发展有限公司,是一家高性能非金属材料3D打印完整方案提供商,以西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室团队为技术依托,专注于以聚醚醚酮(PEEK)为代表的高性能材料3D打印装配和材料研发,为用户提供完整的整体解决方案。现任3D打印医疗器械专业委员会常务理事,全国增材智造产业技术创新战略联盟会员。目前,公司业务覆盖医疗、航空航天、工业等众多领域,尤其是在医疗行业,打开了PEEK材料临床应用的新局面。 公司核心技术和管理团队均毕业于西安交通大学,过半数成员具有硕士以及博士学位,且研究方向均为增材制造技术。公司技术来源于西安交通大学卢秉恒院士、李涤尘教授团队,其中李涤尘教授团队是国内外最早开始开展生物3D打印研究的科研团队之一,率先形成了制造领域新的学科和医工交叉应用方向。 聚高增材开发的PEEK 3D打印植入物 研究团队于1999年获得首项生物3D打印的国家自然科学基金资助,2001年国际首次将3D打印个性化钛合金替代物应用于临床,比国外早十年获得应用;建立了个性化颅颌面骨替代物微观结构仿生设计制造一体化技术及系列产品和制造设备,研究成果临床案例达到万例;发明了性能可控的聚醚醚酮(PEEK)3D打印技术,实现了国际上首例PEEK胸骨、肋骨的临床应用,自2017年以来已经在西安、上海、南京、郑州等地应用近30例,有望取代钛合金成为骨替代物形成新的产业;发明了可降解气管外支架、乳腺支架设计和4D打印制造技术,在西京医院实现了国际首次临床应用,解决了传统技术无法解决的软组织医疗修复难题;对人体典型软硬组织(肝脏、骨)以及软硬组织固定界面(韧带/软骨/骨)开展微观结构促进组织再生机制研究工作。 聚高增材开发的PEEK3D打印机 相关研究结果在生物设计/制造领域发表200余篇高水平论文,获得国家发明专利80余项,2014年“个性化颅颌面骨替代物设计制造技术及应用”获国家技术发明二等奖,2015年“个性化骨替代物设计”获第一届中国好设计金奖,2018年“个性化下颌骨重建假体”产品获得了国内首个个性化产品CFDA注册,成为我国3D打印技术医学走向产业化的里程碑。公司聘请李涤尘教授为高级技术顾问,与其团队共同开展增材制造技术的研发及应用推广。 国内高性能聚合物3D打印代表性企业 采用熔融挤出技术3D打印PEEK等高性能聚合物一直备受关注,然而此前由于Stratasys高温腔室专利的限制,能够开发此类打印机的国内设备商一直没有获得数量上的显著增长。截至目前,较为知名的企业仍然只有上海远铸、陕西聚高以及东莞一迈智能等,这几家企业都取得了不俗的成绩。上海远铸的高温3D打印机备受剑桥大学、Fraunhofer、NASA、中科院等国际顶尖科研机构的青睐,且在今年2月完成数千万人民币的第三轮融资,并有投资人连续追投;陕西聚高在医疗领域取得成绩尤为突出,在产业化应用方面具有独特优势;东莞一迈智能的产品也远销海外,在4.24日的中国航天日还将设备发至商飞公司。 一迈智能发往商飞的MAGIC HT PRO高性能聚合物3D打印机 然而,PEEK的3D打印似乎并不容易,如何通过恒温腔室提高PEEK打印件的层间粘结质量?如何降低PEEK打印时的翘曲?如何使打印件充分均匀结晶?如何使用PEEK支撑材料?这些专业化的工艺知识与普通的PLA或ABS打印完全不同。在4.29日,上海远铸将举办一期线上讲座,重点解析PEEK 的3D打印问题,有兴趣的读者可以扫描下方二维码观看。 扫描下方二维码参加研讨会 2021年4月29日下午2:30 此外,一个值得关注的消息是,随着Stratasys 3D打印机高温腔室专利的到期,最后一项封锁终于被打破,高温FDM 3D打印机制造和应用市场很可能迎来重大变化。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.材料专场:PEEK 3D打印为何如此困难?成功打印,需要哪些技巧 2.工艺创新:将FDM 3D打印技术的潜力开发到极致 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.中国产工业级高温3D打印机为何备受国际顶级科研机构青睐
  • 华南理工杨永强教授团队在新一代SLM技术领域的研究进展

    华南理工杨永强教授团队在新一代SLM技术领域的研究进展

    3D打印技术参考曾撰文指出,新一代SLM技术已经表现出了差异化的竞争趋势,这些差异化围绕着成型效率、制造成本、后处理、质量保证等一直以来备受关注的“痛点”展开,诞生出了一系列的新技术,不仅丰富了产品类型,更给这项发展了20多年的技术带来了新活力。本期,3D打印技术参考介绍华南理工大学杨永强教授团队在新一代SLM技术领域的研究进展。 1. 双波长激光粉末床金属3D打印机 将1070nm的红外光纤激光器与450nm的蓝光半导体激光器相结合,实现红外/蓝光复合,既可以打印钛合金、铝合金、不锈钢等常规材料,也可以打印对红外光具有高反作用的金、银、纯铜等材料,在实际加工过程中只需要根据材料不同切换激光器即可。这是华南理工杨永强教授团队正在承担的一个项目。 此种类型的金属3D打印机目前在市场中还未看到过具体的案例,但却具有较高的应用价值,尤其是对于面向加工服务的平台和科研领域的高校。目前,杨永强教授团队已经在两束不同激光的复合打印研究方面取得了比较好的效果。 以粉末床熔融为代表的金属3D打印机动辄几百万,而传统机型所配备的红外光纤激光在打印纯铜等材料时存在弊端。目前虽已有配备绿光激光器的市售打印机,但对于有多重需求的应用端无疑会增加购机成本。而双波长打印机的研发正是新一代SLM技术差异化的表现,具有现实的应用价值。 3D打印技术参考查询了华南理工大学有关本项研究的专利,相关资料指出,450-560nm波长激光的应用提高了镁、铝、铜合金等高反射金属粉末在激光选区熔化技术中的吸收率,提高了高反射率金属材料的加工质量与加工效率。一种高反射材料蓝绿激光微熔化成型装置,最终实现聚焦光斑直径小于15μm,采用5-10μm的微细粉末,实现了尺寸精度5μm、特征尺寸小于10微米,表面粗糙度Ra小于2μm,致密度大于99%的蓝/绿光激光选区微熔化。 2. 8激光大幅面金属3D打印机 把打印尺寸做大,在保证精度的前提下提高效率,增加振镜和激光的数量在目前是比较有效的办法。通过简单振镜拼接方式来提高打印幅面可以将打印尺寸提高到600mm以上,然而通过2振镜或4振镜协同实现的全幅面打印,尺寸会局限在300-400mm;4振镜拼接打印效率提升有限,不足四倍;9振镜拼接的搭接面太多。 杨永强教授团队与大族激光合作承担了广东省重点研发计划,正在开发8激光器、4个双振镜组动态调焦的大幅面3D打印机。按照杨永强教授的介绍,在该方案中,两个激光负责同一个幅面,8个激光分成了四个区,来实现大幅面打印。 激光和振镜的摆列方式有多重组合,如何更有效的组合好,最关键的是解决协同控制以及多振镜的光学调校等问题。 更大的成型面积,多激光多振镜扫描,更复杂的能量相互作用下,扫描路径的规划,成型腔内气流场的分布中的科学问题是需要投入研究,并总结出结论为工程上的应用提供理论支撑。大尺寸零部件的高效率增材制造研究,通过布局多点吹气,涡旋推进,层流紊流相结合,多股不同流转气流形成压差,实现对烟尘的抬升及带走过程。 该团队目前开发的商业化最大尺寸打印机是四激光四振镜的Dimetal-650,成型尺寸为620*620*1100mm,将亮相TCT 3D打印展。 3. 多材料铺粉式金属3D打印机 华南理工杨永强教授团队开发了基于SLM技术的多材料铺粉式金属3D打印机,采用上送粉方式,可在成型过程中,不间断打印的情况下添加粉末,可实现1-4种材料梯度成型、选区成型,支持单一材料及多种材料转换。通过控制系统,还可以实时监控不同粉末用量数据。 成分梯度合金在航空航天和核领域具有重要的应用价值,部件不同位置可能会根据工作条件的不同选择不同的材料。这些不同的工作条件可能需要某个特定的主要功能,例如一个位置需要抗腐蚀和另一个位置需要抗蠕变,这就需要连接两种或多种不同的合金。同时,成分梯度材料在一些应用中可以显著降低成本,中航工业沈阳飞机设计研究所采用增材制造实现了300M与A-100钢梯度复合设计成型,使飞机起落架的制造成本降低了45%。 使用激光粉末床熔化和直接能量沉积为成分梯度合金制造提供了一种有吸引力的途径,它们的分层送粉机制可以在多个空间维度引入化学成分的梯度。 END 无论聚焦细分领域,还是解决传统SLM技术的制造通病,对原有技术进行创新正在成为趋势,同时也成为产品脱颖而出的关键所在。实际上,这一点已经成为很多传统SLM设备商的共识。 除以上研究方向外,该团队还在开发机器人激光/等离子增减材设备等项目;同时,3D打印技术参考还查询到杨永强教授团队多项关于粘结剂喷射3D打印的专利已经在去年获得授权。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.专题:金属3D打印企业(产品)差异化竞争的六个实例 2.专题:2021,多激光、超大型金属3D打印的时代已经到来 3.金属3D打印的最佳实践(二):SLM大水平面无支撑工艺探索 4.纯铜3D打印新工艺:采用DLP工艺实现99.99%的材料纯度