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激光引领“第三次工业革命” 中国企业在行动

导读: 只要用电脑输入一些数据,数小时后就能“打印”出任何你想得到的工业产品或零部件,神奇的激光“3D”制造来了!

  3D打印技术令世界制造业进入了一个新纪元

  只要用电脑输入一些数据,数小时后就能“打印”出任何你想得到的工业产品或零部件,神奇的激光“3D”制造来了!

  今年8月中旬的一天,一台具有我国自主知识产权的选择性激光尼龙烧结构设备——激光3D打印机在湖南长沙下线并首次出口美国。现场每一个人都感受到,一个新兴的数字生产革命已经悄然来临。

  什么是3D打印

  3D打印(3Dprinting)是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。

  3D打印是“增材制造”(AdditiveManufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。

  3D打印所需的关键技术

  3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,至少包括以下方面:

  信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。

  精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。

  材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。

  激光快速成形将是3D打印率先突破的方向

  激光快速成形是较为成熟的先进制造方式,激光快速成形是3D打印制造的一种,是利用计算机模拟切片的技术,逐步利用高能激光束熔化送到熔池中的粉末,如金属、陶瓷、塑料、砂等,从而逐步堆积成一定形状的零件和部件。说的形象点,就是先利用计算机切片,将零件分成一层一层,然后每一层利用类似于“十字绣”的工艺,一点一点用激光配合金属粉末堆积,最后一层一层拼接起来。

  由于该技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加,大大降低了设计与制造的复杂度,甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构,如封闭内部空腔、多层嵌套等。

  快速制造技术与传统工艺相比具有独特的优越性和特点。

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