激光增材製造 破繭而出(chū)!
點擊量:688 發布時間:2017-03-07 作者:快猫视频APP下载安装(上(shàng)海)增(zēng)材(cái)製造技術有限公司
伴(bàn)隨“中國(guó)製造2025”及“增材製造推進計劃”的出台和實施,近幾(jǐ)年來,增材製造(zào)在全球迅速升溫,成為行業熱議和焦點之一,該技術(shù)已被廣泛應用於航空航(háng)天、汽車(chē)、醫療、金屬、模具等工(gōng)業領域,更成為(wéi)製造業向智能化快速轉(zhuǎn)型的核心加工要素(sù)。總體來說,工業化的增長以及對具有複雜設計的產品的需求(qiú)提升(shēng)推動了全球增材製造市場的快速發(fā)展。
增材製造技術通過獲取物體的3D打印模型,從而使具有複雜設計的產品在增(zēng)材製造的幫助下輕易通過概(gài)念化手段,以更高(gāo)的精度(dù)被打造出來。增材製造(3D打印)也被廣泛視為(wéi)生產定製化產品的理想手段。
不同的技術可用於實現增材製造,如直寫成型、熔(róng)融沉積成型、光固化立體造型、電(diàn)子束熔煉、選擇性熱燒結(SHS)、選擇性激光燒結(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)、直接金屬激光燒結、分層實體製造(zào)和粉(fěn)床法等。
當前,汽車、製造、航空航天,食品飲料和醫療等行業的增長正加(jiā)速全球增(zēng)材製造(zào)市場的(de)發酵。據預測,2016-2026年間,該市場的複(fù)合年增(zēng)長率(lǜ)將達到18-22%。其中,牙科和醫療行業的增材製(zhì)造需求(qiú)將最(zuì)為顯著。未來,3D打印或增材製造技術有望為(wéi)零部件及成品設計提供更多用武之地。
市場收入方麵,預計亞太地區的增材製造市場在預測期內將獲得顯著(zhe)的年複合增長率。同時,汽車(chē)、醫療保健和製造等行業的增長將持續推動這一地區增材製造業的拓展。西歐和北美的市(shì)場預計也將大放異彩。
中國(guó)激光增材製(zhì)造領域突破不止
這幾年,增材製造無疑是(shì)熱門詞兒。而激光(guāng)增(zēng)材製造技(jì)術也在多個行業破繭而出,逐(zhú)漸嶄露頭角。在過去的2016年,我們欣喜地(dì)看到,中國激光增材製造領域已悄然(rán)迎來了多項(xiàng)突破性成(chéng)果。首先,由華中科(kē)技大學曾曉雁教授領導的研(yán)究團隊完(wán)成的“大型金屬(shǔ)零件高效激光選(xuǎn)區(qū)熔(róng)化增(zēng)材製造關鍵技術與(yǔ)裝備”項(xiàng)目通過了(le)湖北省科(kē)技廳成(chéng)果鑒定。這一深度(dù)融合了信息和製造(zào)技(jì)術的激光3D打(dǎ)印技術,由(yóu)4台激光器同時掃描,是目前全球效率和尺寸最(zuì)大的高精(jīng)度金屬零件激光3D打印裝備。項目攻克了多光束(shù)無縫拚接、4象限加(jiā)工重合區製造質量控製等眾多技術難題,實(shí)現(xiàn)了大型複雜金屬零件的高效、高精成形。首次在SLM裝備中引入雙向鋪粉技術,成形效率比同類裝備高出20-40%。
其次,浙工大的姚建華教授帶領其團隊開發了一種 “超音速冷(lěng)噴塗+激光技術”的新型3D打印技術,3D打印與超音速冷噴塗(tú)技術創新融合發揮出超音速激光沉積技術結合(hé)冷(lěng)噴塗和激光熔覆各自的優勢,在很大程度上攻破現有金屬零部件增材製造的技術瓶頸,為實現高端裝(zhuāng)備關鍵(jiàn)零部(bù)件高效、優質(zhì)、低成本(běn)及智能化增材製造提供了完整的解決方案(àn)。
那麽,該技(jì)術在航空航天(tiān)領域有哪些創新突(tū)破呢?中國航天科技集團利用激光同步送粉3D打印技術(shù)成(chéng)功實現了長征五號火箭鈦合金芯級捆綁支座試驗件的快(kuài)速研製,使該3D打印技(jì)術首次被應用於大型主(zhǔ)承力部(bù)段關(guān)鍵構件。激光同(tóng)步送粉3D打印技術不僅實現了(le)難加工金屬材料(liào)的快速成形,也為箭體主承力部段的輕量化結(jié)構設計與製造提供了強(qiáng)有力的技術支撐。
無獨有偶,中國航天科工三院306所也采用融合了激光3D打印與(yǔ)梯度結構複合製造兩種工藝(yì)的激光3D打印(yìn)技術試製出具有大溫度梯度一體化鈦合金結構進氣(qì)道試驗(yàn)件,繼而實現了結構功能一體化零部件的設計(jì)與製造(zào)。
formnext 2016展上的那些激光增材製造(zào)技(jì)術
說完了國內,再來看看國外市(shì)場的(de)動態吧! 在2016年11月於法蘭克福舉(jǔ)行的精(jīng)密成型及 3D 打印製造展formnext上,全球激光增材製造技術領域(yù)的領頭羊(yáng)們也帶來(lái)了一係列頗具(jù)看點的產品,或將引領該技術在未來實現(xiàn)新一輪飛躍和突破。
例如,德國3D打印巨頭EOS首次展示了“EOS共享(xiǎng)模(mó)塊(kuài)”概念(niàn)性產品,該(gāi)模塊體係中的3D打印設備配置了(le)四個可實現金屬零件規模化生產的激光器,結合係統(tǒng)和自動化的外部設備以及運輸物流模塊,可確保數台金屬3D打印係統實(shí)現同步高效的運行(háng),將直接金屬激光燒結(DMLS)技術融入工業生產(chǎn)。這一革新產(chǎn)品對當前全球生產商麵臨的如何(hé)實現擴展式、自動化生產,以及如何將增材製造無縫整合到現有生產環境中(zhōng)的種種挑戰給出了完美的解決方案。
德國Concept Laser公司在集成式增材(cái)製造(zào)體係領域(yù)則進一步著力完善其“明日增(zēng)材製造(zào)工廠(AM Factory Tomorrow)”的(de)概念,遵循“工業4.0”,Concept laser的明日工廠涵蓋數字網絡(luò)係統,集(jí)成到生產環境和自動化(huà)等三個方麵(miàn)。公司推出的新機(jī)器架構精準詮釋了其“明日工廠”的設計(jì)理念(niàn):獨立的處理站可提供400 x 400 x 400 mm3 的結構空間和擁有1至4個激光器的多激光技術係統(激光源功率介於400W至(zhì)1,000W),此外還將采用新型2軸塗層工藝來大幅縮短(duǎn)塗層處理時(shí)間。
Additive Industries的(de)集成式增材製造係統MetalFab采用模塊(kuài)化設計,基於(yú)多激光器的粉末床熔化3D打印是其核心工藝,係統還集成(chéng)了自動化的熱處理、交(jiāo)換及存儲模塊。當前,該係統可加工鋼、鈦(tài)和鎳(niè)等金屬材料。據公司介紹,2017年該技術將被4家來自汽車製造和航空航天領域的歐洲企業引入其現有的製造體係中。
德國(guó)通快繼(jì)2015年推出了兩(liǎng)款金屬3D打印設備TruPrint 1000 和TruPrint 3000 後,又帶(dài)來了升級版的TruPrint 5000 3D設備。該係列采用了多激光器模式,每個激光器功率為500W。公司表示這些設備預計在1年後將進軍中國市場。
EOS共享模塊旨在實現金屬零件的規模化生產(chǎn),並能通過擴展式、自動化生產,與現有生產環境無縫整合。
葡萄牙機床(chuáng)製造商(shāng)Adira則(zé)推出了全球首款大型平鋪激光熔融(róng)金(jīn)屬3D打印機。其亮點(diǎn)是把粉(fěn)末床熔融、直接金屬沉積3D打(dǎ)印,以及金(jīn)屬板材激光切割技術融合在一台機器(qì)上,為眾多新應用開辟了疆土。
華曙高科(kē)與Prodways合(hé)作開發的ProMakerP4500 3D打印機則是基於選擇性激光燒結3D打印技術,配有先進的高速數字掃描係統和大型的構建平(píng)台,提高了打印對象的構(gòu)建速(sù)率,以滿足(zú)工業生產的需求(qiú)。
展望未來:亟需攻破的技術瓶頸知多少?
為落實《國家中長期(qī)科學和技術發展規劃綱要(2006-2020 年(nián))》和《中國製造(zào) 2025》等提出的任務,國家重點研發計劃(huá)啟動實施2017“增材製造與激光(guāng)製造”重點專項,其勾勒出該領域未來的總體目標:突破增材(cái)製造與激光(guāng)製造的基礎理論,取得原創性技術(shù)成果,超前部署研發下一代技術;攻克增材製造的核心元器件和關鍵工藝技術,研發高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產先進激光器,研製高端激光製造工藝裝備;到 2020 年,基本形成我國增(zēng)材製(zhì)造與激光製造的技術創新體(tǐ)係與產(chǎn)業體係互動發展的良好局麵,促進傳統製造業轉型升級。
就激光製造而(ér)言,未來應盡快開展以下(xià)重點研(yán)究內容,使增材(cái)製造與激光製造能支撐(chēng)高端製造業發展。
● 超快激光微納製造(zào)機理及新方法
麵向國家(jiā)級新能源、航空航天等領域重大(dà)需求(qiú)和新(xīn)型功能器件(jiàn)製造,建立超快激光與材料相互作用多尺度理論與觀測體(tǐ)係(xì),從電子層(céng)麵理解光場調控(kòng)下(xià)微納(nà)加工的新現象和新效(xiào)應; 研(yán)究超快激光時域(yù)/空(kōng)域分布對電(diàn)子動(dòng)態和材料性質調控(kòng)的加工新方法和前沿應用,設(shè)計若幹具有重大應用前景的新型微納功能器(qì)件。
● 製造用大功率光纖激光器
針對激光製造/增材製造裝備需(xū)求,開發傳輸組件、功率合束器等大功率光纖激光關鍵器件;開展光束質量控製、光譜控製、多路光纖激光功率合成等關鍵技術研究;發展工業化大功率光纖激光器係統集成(chéng)和模塊化組裝技術。
● 製造(zào)用紫外激光器
開發紫外(wài)激(jī)光元器件加(jiā)工工藝,解決抗損傷紫(zǐ)外晶體(tǐ)等光學元件產品化挑戰;研究工業激光器數值設計(jì)與仿真方法(fǎ),研究高功率紫外(wài)激光器(qì)的製造技術和工(gōng)業(yè)化解決方(fāng)案;構建紫外激光器性能驗證的加工工(gōng)藝平台。
● 硬脆材(cái)料的激光高效加工裝備
研究硬(yìng)脆材料的微(wēi)結構成形機理及工藝方法、激光高效精密製造技術及表麵質量(liàng)控(kòng)製方法;攻克激(jī)光脈(mò)衝調製、光束穩定性控製、多軸運動協同等技術;研製高(gāo)精度高速掃描(miáo)振鏡等激光製造用元器件。

● 複雜微細結構的激光加工與測量技術及裝備
研究微細激光光束聚焦機理及激光掃描方法;突破激光衍射極限的高深寬比納米(mǐ)結構的(de)激光加工技術;研究超細激光製造過程監測(cè)和加工質量控製方法(fǎ);開發超細激光聚焦加工樣機及質量檢(jiǎn)測設備。
● 大型構件的激光高效清洗裝備
研究激光對(duì)材料塗層、汙物及微小顆粒等作用的物(wù)理機製及激光清洗方法;開發針對大型構件高效激光清洗、複雜構件選區清洗成套裝備技術。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造(zào)技術有限公司是國(guó)內3D金屬(shǔ)打印粉末專業的(de)材料供應商,公司成立於2016.8,是一家(jiā)科技創(chuàng)新型企業,專業(yè)致力於3D金屬粉末耗材開發與工藝開發設計,為增材製造提供材料應用技術解(jiě)決方案。
狀(zhuàng)邁(上海)增材製造(zào)技術以金屬3D打印鎳基高溫合金粉、鈷合金粉、鈦合金粉、模具鋼粉為核心,生產的球形金屬合金粉粒徑超細、高純度、低(dī)含氧量、高球形度、成(chéng)分無偏析而廣(guǎng)泛用於航空航天、汽車電子和模具中。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術具備完善的產品研發和嚴格的粉末生產控(kòng)製能力(lì),能滿足苛刻環境中的(de)粉末應用要(yào)求(qiú),為用(yòng)戶(hù)提供高品質的合金球形粉,加快了高端球形粉國產化進程。