激(jī)光增(zēng)材製造 破(pò)繭(jiǎn)而出!
點擊量:768 發布時間:2017-03-07 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
伴隨“中國製造(zào)2025”及“增材製造推進計劃”的出台和實(shí)施,近幾年來,增材製造(zào)在全球迅速(sù)升溫,成為行業(yè)熱議和焦點之一,該技術已被廣泛應用於航空航天、汽車、醫療、金屬、模具等工業領域,更成為製造業(yè)向智能化快速轉型的核心加工要素。總體來(lái)說,工業化的(de)增長以及對具有複雜設(shè)計的產品的需求提升推動了全(quán)球(qiú)增材製造市場(chǎng)的快速發展。
增材製造技術通過獲取(qǔ)物體的3D打印模(mó)型,從而使具有複雜設計的產品在增材製造的幫助下(xià)輕易通過概念化手段,以(yǐ)更高的精度被打造出來。增材製(zhì)造(zào)(3D打印)也被(bèi)廣泛視為生產定製(zhì)化產品的(de)理想手段。
不同的技術可用於實(shí)現增(zēng)材(cái)製造,如直(zhí)寫成(chéng)型、熔融沉積(jī)成型、光固化立體造(zào)型、電(diàn)子束(shù)熔煉、選擇性熱燒結(SHS)、選(xuǎn)擇性激光燒結(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)、直接金屬激光燒結、分層實體製造和粉(fěn)床法等(děng)。
當(dāng)前,汽車、製造、航(háng)空航天,食品飲料和醫療等行業的增長正加速全球增材製造市場的發酵。據預測,2016-2026年間,該(gāi)市場的複合年增長率將達到18-22%。其(qí)中,牙科(kē)和(hé)醫療行業的增材製(zhì)造需求將(jiāng)最為(wéi)顯著。未來,3D打印或增材製造技術有望為零(líng)部件及成品設計提供更多用武之地(dì)。
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的年複合增長率。同時,汽車、醫療保(bǎo)健和製造等行業的增(zēng)長將(jiāng)持續推動這一地區增材製造業的拓展。西歐和(hé)北美的市場預計也將大放異彩。
中國激光增材製造(zào)領域突(tū)破不止
這幾年,增(zēng)材製造(zào)無疑(yí)是熱(rè)門詞(cí)兒。而激光增材製造技術也在多個(gè)行業破繭而出(chū),逐漸嶄露頭角。在過去的2016年,我們欣喜地看到,中(zhōng)國激光增材(cái)製(zhì)造(zào)領域已悄然迎來了多項突破性成果。首先,由華中科技大學曾曉雁教授領(lǐng)導的研究團(tuán)隊(duì)完(wán)成(chéng)的“大型金屬零件高效(xiào)激光選區熔化增材製造關鍵技術與裝備”項目通過了湖(hú)北省科技廳成果鑒定。這一深度融合了信息和製造技術的激(jī)光3D打印技術,由4台激光器同時掃描,是目(mù)前全球效率和尺寸最大的(de)高精度金屬零件激(jī)光3D打印裝(zhuāng)備。項目攻克(kè)了多光束無縫拚接、4象限加工重合區製造質量控製等眾(zhòng)多技術難題,實現了大型複雜金屬零件的高效、高精成形。首(shǒu)次在SLM裝備中引入雙向鋪粉技術,成形(xíng)效(xiào)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 “超音速冷噴塗+激光技術”的新型3D打印技術,3D打印與超音(yīn)速冷(lěng)噴塗技術創新融合發揮出超音速激光沉積技術結合冷噴塗和激(jī)光熔覆各(gè)自的優勢,在很大程(chéng)度上攻破現有金屬零部件增材製造的技術瓶(píng)頸,為實現高端裝備(bèi)關鍵零部件高效、優(yōu)質、低成本及智能化增材製(zhì)造提供了完整的解決方(fāng)案。
那麽,該技術在(zài)航(háng)空航天領域有(yǒu)哪些創新突破(pò)呢?中國航天科技集團利用激光同步送(sòng)粉3D打印技術成功實現了長征五號火箭鈦合金芯級捆綁支座試(shì)驗件(jiàn)的快速研製,使該3D打(dǎ)印技(jì)術首(shǒu)次被應用於大型主承力部段關鍵(jiàn)構件。激光(guāng)同步送粉3D打印技術不僅實現了難加工金屬材(cái)料的快(kuài)速成形,也(yě)為箭體主承力(lì)部段的輕量(liàng)化結構設計與(yǔ)製造提供了強有(yǒu)力的技術支撐。
無獨有偶,中國航天科工三(sān)院306所也采用融合了激光3D打印與梯度結構複合製造兩種(zhǒng)工(gōng)藝的激光3D打印技術試製出具(jù)有大溫度梯度一體化鈦合金結構(gòu)進氣道試驗件,繼而實現了結構功能一體化零部件的設計與(yǔ)製造。
formnext 2016展上的那些(xiē)激光增材製(zhì)造(zào)技術
說完(wán)了國內,再來看看國外市場的動態吧! 在2016年11月於法蘭克福舉(jǔ)行的精密成型(xíng)及 3D 打印製造展formnext上,全(quán)球激光增材製造技術領域的領頭羊(yáng)們也帶來了一(yī)係列頗具看點的產品,或將引領該(gāi)技術在未來實現新一輪飛躍和突破。
例如,德國3D打(dǎ)印巨頭EOS首次展示了“EOS共享模(mó)塊”概念性產品,該模塊體係中的3D打印設備配置(zhì)了四個(gè)可實現金屬零件規(guī)模化生產(chǎn)的激光器,結合係統和自動化的外部設備(bèi)以及運輸物流模塊,可確保數台金屬3D打印係統實現同步(bù)高效的運行,將直接金(jīn)屬激光(guāng)燒結(DMLS)技術融入工業生產。這一革新產品對當前全球生產商麵臨的(de)如何實現擴展式、自動化生產,以及如何將增材(cái)製(zhì)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(de)解決方案。
德國Concept Laser公司在(zài)集(jí)成式(shì)增材製造體係領域則進(jìn)一步(bù)著力完善其“明日增材製造工廠(AM Factory Tomorrow)”的概念,遵循“工業4.0”,Concept laser的明日(rì)工廠涵蓋數(shù)字網絡係統,集成到生產環境和自動化等三個方麵。公司推(tuī)出的新機器架構精準詮釋了其“明日工廠”的設計理(lǐ)念: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1,000W),此外還將采用新型2軸塗層工藝來大幅縮短塗(tú)層處理時間。
Additive Industries的集成式增材製造係統MetalFab采用(yòng)模塊化(huà)設計,基於多激(jī)光器的粉末床熔化(huà)3D打印是(shì)其核心工(gōng)藝,係統還集成(chéng)了自動化的熱(rè)處理、交換及存儲模塊。當前,該係統可(kě)加(jiā)工鋼、鈦和鎳等金屬材料(liào)。據(jù)公司介紹,2017年該(gāi)技(jì)術將被4家來自汽車製造和航(háng)空航天領域的歐洲企業引(yǐn)入其(qí)現有的製造體係中。
德國通快繼2015年推出了(le)兩款金屬(shǔ)3D打印設備TruPrint 1000 和TruPrint 3000 後,又帶來了升級(jí)版的TruPrint 5000 3D設備。該係列采用了多(duō)激光(guāng)器(qì)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(kuài)旨在實現(xiàn)金屬零件的規模化生產,並能通過擴展式、自動化(huà)生產,與現有生產環境無縫整合(hé)。
葡萄牙機床製造商Adira則推(tuī)出了全球首款大型平鋪激光(guāng)熔(róng)融金屬3D打印機。其亮點是把粉(fěn)末床熔(róng)融、直接金屬沉積(jī)3D打印,以(yǐ)及金屬板材激光切割技術融合在一台機器上,為(wéi)眾多新應用(yòng)開辟了疆土。
華曙高科與Prodways合作開發的ProMakerP4500 3D打印機則是基於選擇性激(jī)光燒結3D打印技術,配有先進(jìn)的(de)高速數字掃描係統和大型的構建平台,提(tí)高了打印(yìn)對象的構建速率,以滿足工業生產的需求。
展望未來:亟需攻破的技術(shù)瓶頸知多少?
為落實(shí)《國家中長期科學(xué)和技術發展規劃綱要(2006-2020 年)》和《中國製造 2025》等提出的任務,國家重點研發計劃啟動實施2017“增材製造與激光製造”重點專(zhuān)項(xiàng),其勾勒出該領域未來的總(zǒng)體目標(biāo):突破增材製造與激光製造的基礎理論(lùn),取得原創性技術成果,超前部(bù)署研發下(xià)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(fā)高可靠長壽命激光器核心功(gōng)能部件、國產先進激光器(qì),研(yán)製高端激光製造工藝裝備;到 2020 年,基本形成我(wǒ)國增材製造(zào)與激光製造(zào)的技術創新體係與產業體係互動發展的良好局麵,促進傳統製造業轉(zhuǎn)型升級。
就(jiù)激光製造而言,未來應盡快開展以下重點研究內容,使增材製造與激光(guāng)製造能支撐高端製造業發展。
● 超快(kuài)激(jī)光(guāng)微納製造(zào)機理及新方法
麵向國(guó)家級新能源、航空航天等領域重大需求和新型功能器(qì)件製造,建立超快激光與材料相互作用多尺度理論與觀測體係,從(cóng)電子層麵理解光場調控下微納加工的新現象和新效應; 研究超快(kuài)激光時域/空域分布對電子動態和材料性質調控的(de)加工新(xīn)方法和前沿應用,設計若(ruò)幹具有重大應用前景的新(xīn)型微納功能器(qì)件。
● 製造用大功率光纖激光器
針(zhēn)對激光製造/增材製造裝備需求(qiú),開發傳輸組件、功率合束器等大功率光纖激光關(guān)鍵器件;開展光束質量控製、光譜控製(zhì)、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和模塊化組裝技(jì)術。
● 製造用紫外激光器
開(kāi)發紫外激光元器件加工工藝,解決抗(kàng)損(sǔn)傷(shāng)紫外晶體等光學元件產品化挑戰;研究工業激光器數值設計與仿真方法,研(yán)究高功率紫外激光器的製造(zào)技術和工業化解決方案;構建紫外激光器性能驗證的(de)加(jiā)工工藝平台(tái)。
● 硬脆材料的激光高(gāo)效加工裝備
研(yán)究硬脆材料的微結構成形(xíng)機理及工藝方法、激光高效精密製造技術及(jí)表麵質量(liàng)控製方(fāng)法;攻克激光脈衝調製(zhì)、光(guāng)束穩定性控(kòng)製、多軸運動協同等技術;研製高(gāo)精度高速掃描振鏡等激光製造用(yòng)元器件。

● 複雜微細結構的激光加工與測量技術及(jí)裝備
研究微細(xì)激光光束聚焦機理(lǐ)及激光掃描方法;突破激(jī)光衍射極(jí)限的高深寬比納米結構的(de)激光加工技術;研究超細激光製造(zào)過程監(jiān)測(cè)和加工質量控(kòng)製方法;開發超細激光聚焦(jiāo)加工樣機及質量檢測設備。
● 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理機製及激光(guāng)清洗方法;開發(fā)針對(duì)大型構(gòu)件(jiàn)高效激光(guāng)清洗、複雜構件選區清洗(xǐ)成套裝備技術。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司(sī)是國內3D金屬(shǔ)打印粉末專業的材料供應商,公司成立於2016.8,是一家科技創新型(xíng)企業,專業致力於3D金屬粉末耗(hào)材開(kāi)發與工藝開發設計,為增材製(zhì)造提供材料(liào)應用技術解決方案。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製(zhì)造技術以金屬(shǔ)3D打印鎳(niè)基高溫(wēn)合金粉、鈷合金粉、鈦(tài)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、低含氧量、高球形度、成分無偏(piān)析而廣泛(fàn)用於航空航天(tiān)、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製能力,能滿足苛刻環境中的粉末應用要求,為用(yòng)戶提供高品質的合金球形粉,加快了高端球形粉國產化進程。

