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世界最大3D激光打印机姚山:产业应该降温

2013-09-19 10:19
木中君
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  ——3D打印技术的迅速白热化,炒红了国内外股市,也突然间让一向默默无闻的大连理工大学材料科学与工程学院教授姚山及其团队备受关注。因为“世界最大幅面的3D激光打印机”,就诞生在他的实验室里。

  这台目前“世界最大的3D激光打印机”,主体高达4米,长约10米,宽约3米,可以打出4米直径轮胎花纹模具的铸型、复杂曲面叶片铸型等,让人们在3D打印的工业化应用之路上看到更多的可能。

  然而,姚山却表示,3D打印技术应该理性“降温”,因为“技术上无法生成高精度的工业制件,就不可能完全摆脱传统的制作方法”。这又是怎么一回事呢?

  “大”是因为“快”

  3D打印技术被很多人视作第三次技术革命的前奏,可是谁也无法掩盖激光3D打印机的弊端—“慢”。指甲盖大小的微型茶壶需要打印1个多小时,打印一个钢铁侠头盔需要一个星期。如此计算,打印大件的机翼、螺旋桨恐怕要以月计。

  然而,如今这一弊端在姚山的团队有所突破。这源自姚山的两个专利—基于覆膜粉末材料轮廓线扫描的激光快速成型方法和复杂形状几何体的覆膜粉体激光选区失效整体成型方法,保守估计轮廓失效法比传统的SLS法提高5~15倍的速度,制造成本降低了40%。

  据姚山介绍,3D打印都是通过叠层铺粉的技术实现的,铺粉之前要对3D建模的断面进行逐层扫描。普通的3D打印机逐层扫描横截面上的每个点,而他所开发的技术只扫描横截面上的轮廓线及几个分隔线。“我们用最慢的速度做到五六层时,一般的3D打印机才做完第一层。”

  这台世界最大幅面3D激光打印机的诞生有一定的偶然性,它是姚山应合作方的要求,为生产直径4米的工程轮胎花纹模具开发而制作的。“机器大的前提是打印速度要快,否则它就失去了大的价值。如果耗时过长,用传统的工业方法也能做出来,成本优势不见得存在,市场应用也会受到限制。”

  直接用于工业制件尚缺火候

  既然速度提高了,未来能否应用在工业批量生产上?富士康郭台铭曾批驳3D打印技术引领第三次技术革命的言论,甚至放言说“如果真的是(第三次技术革命的引领),"郭"字就倒过来写”。

  姚山告诉记者, 3D打印每层粉体的厚度在0.2~0.3毫米,如不做特殊处理,不可避免会有台阶效应,并导致物件有0.1~0.2毫米的误差。“这样的物件,作为不求表面尺度和粗糙度的结构件是可以的,但是直接用于工业多半是不合格品,因为工业制件通常有严格的尺寸精度和粗糙度要求。”

  正如人们所知道的,如今3D打印技术尚无法突破设备、材料造价等方面的瓶颈,实现大规模量产尚待时日。

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