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天津3D打印技术深度融合行业仍需循序渐进

发布时间:2016-05-14 09:17:13

2015年,是3D打印井喷式发展的黄金时期。不论是国家政府部门,还是传统企业,都在积极促进3D打印与行业间的深度融合,以期推动3D打印的市场应用,带动传统行业的转型升级。但是,大家也不能盲目乐观,3D打印发展仍需要循序渐进,夯实基础,不仅需要大量的科研经费支撑材料及技术研发,还需要统一行业标准,建立完善的产业链,尤其是3D打印材料的研发应用,是制约3D打印发展的关键因素。


什么是金属3D打印


金属3D打印是属于数字热加工的一项技术,目前制备金属的3D打印技术主要有:选区激光熔化/烧结(SLM/SLS)、电子束选区熔化(EBSM)、激光近净成形(LENS)等。与传统工艺相比,金属3D打印有直接成型,无需模具,可以实现个性化设计并制作复杂结构,高效、低消耗、低成本等优点。但是因为其是数字热加工,变形是无法消除的,变形量需要从工艺和经验上去控制,最后还要经过数控机床等技术的后期加工处理。


虽然说3D打印在国内近几年热度才升起来,但就国际而言,3D打印发展早在20世纪80年代就已经兴起了。国际范围内,美国Argen Corporation(在牙科金属材料领域尤其有实力),美国Carpenter Technology,德国Concept Laser, 英国CPM,德国EOS,意大利Legor Group,英国LPW Technology,美国Pyrogenesis(在国防领域尤其擅长),瑞典Sandvik,德国SLM Solutions等企业在各自的金属打印领域提供了一系列的行业解决方案。相比国外,国内金属3D打印材料大部分依赖进口,价格昂贵,这也促使国内致力于3D打印金属材料的企业和机构自主研发金属3D打印材料,最具代表性的可提供金属材料及服务的企业有西安铂力特、银邦股份、上海材料研究所、上海康速金属材料、鑫烯三维科技等企业。


金属3D打印材料市场应用


金属3D打印材料的应用领域相当广泛,例如,石化工程应用、航空航天、汽车制造、注塑模具、轻金属合金铸造、食品加工、医疗、造纸、电力工业、珠宝、时装等。


但是,因为金属3D打印材料本身的材料属性,其都有特定的应用领域范围,因此,金属3D打印材料选择的过程是一个权衡多个因素的过程。而且,3D打印金属不能仅仅凭借金沙国际备用网址的参数来衡定,每种金属材料都有适合自身特性的极限点,包括应用、功能、稳定性、耐久性、美观性、经济性都是设计师要考虑的因素。


现今,国内外金沙国际备用网址采用的金属粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。


金属3D打印出现的问题


就国内而言,在金属3D打印领域具有较高权威的3D打印企业当属西安铂力特,企业一直专注于高性能致密金属零件的激光立体成形制造,以及金属零件的激光修复再制造,涵盖各种钛合金、高温合金、不锈钢、模具钢、铝合金等材料。


据西安铂力特区域经理周灵峰先容,国内的传统制造业体量非常巨大,产品种类琳琅满目,而3D打印作为一项前沿科技,远远谈不上颠覆制造业,两者是相辅相成、相互促进、协同发展的。虽然,3D打印是一项自由结构制造的技术,但是,需要有很多加工方法来规避3D打印后处理的的痛点。因此,传统制造业所使用的数控机床加工技术就显得尤为重要,其与3D打印相得益彰,不同的产品在利用这两种技术时可以变化主导制造流程,塑造的产品会更加完美。


至于要真正加工一个近乎完美的金属件,设备载体固然重要,但是需要App、工艺、材料相互协调,当然,用金沙国际备用网址制造零部件或者加工产品,首先需要熟悉材料,然后再谈精密机械。而且,金属打印,因为支撑问题,会导致后期零件无法加工,可能需要考虑更多材料成分的配比关系来迎合打印过程中其他因素对材料特性的影响。以3D打印航空航天零部件为例,航空航天上使用的金属部件都是在极端环境下的,具有强抗腐蚀性、耐高温、金属强度高的特点,如果不熟悉材料特征,如何利用3D打印控制制造金属零部件呢?因此,熟悉材料就显得尤为重要。


另外,金属3D打印材料成本较高,一方面是因为国内大部分的金属3D打印材料依赖进口,另一方面,前期研发金属打印新材料需要消耗大量的科研经费及人力、物力资源。但是,开发专用的金属3D打印原材料是推动金属3D打印发展的必然因素,而且,这也能催生新产业的发展。