(转)世界上最大激光3D打印装备武汉问世

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 14:08:02
原文链接:http://cnews.chinadaily.com.cn/2016-05/02/content_25007667.htm
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来源:央广网
2016-05-02 15:48:00



  央广网5月2日武汉消息(记者张毛清 凌姝 通讯员冀娴贤)4月26日,由武汉光电国家实验室(筹)完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备(俗称激光3D打印技术)”顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术,由4台激光器同时扫描,为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。

  该装备攻克了多重技术难题,解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等“卡脖子”关键技术难题,实现了复杂金属零件的高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。

  据了解, 华中科技大学武汉光电国家实验室教授曾晓雁领导的激光先进制造研究团队,在国家863和自然科学基金项目等资助下,经过十年的长期努力,在SLM成形理论、工艺和装备等诸多方面取得了重要成果,特别是突破了SLM成形难以高效制备大尺寸金属零件等瓶颈。此前,我国在SLM技术领域与国际先进水平相比有较大差距,大部分装备依赖进口。

  项目率先在国际上提出并研制出成形体积为500×500×530mm3的4光束大尺寸SLM增材制造装备,它由4台500W光纤激光器、4台振镜分区同时扫描成形,成形效率和尺寸迄今为止同类设备中世界最大。

  此外,项目还攻克了多光束无缝拼接、4象限加工重合区制造质量控制等众多技术难题,实现了大型复杂金属零件的高效率、高精度、高性能成形。首次在SLM装备中引入双向铺粉技术,其成形效率高出同类装备的20-40%,标志着我国自主研制的SLM成形技术与装备达到了国际先进水平,所研制的零件不仅大大缩短了产品的研制周期,简化了工序,更重要的是将结构-功能一体化,获得性能优良的、轻质的零件。

  SLM技术成形精度高、性能好、且不需要工模具,属于典型的数字化过程,目前在复杂精密金属零件的成形中具有不可替代性,在精密机械、能源、电子、石油化工、交通运输等几乎所有的高端制造领域都具有广阔的工业应用前景。经过质询与讨论后,鉴定委员会一致认为该项目在SLM整体技术达到国际先进水平,其中在SLM装备的成形尺寸和效率达到国际领先水平,并建议进一步拓展材料与装备的应用范围。
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  央广网5月2日武汉消息(记者张毛清 凌姝 通讯员冀娴贤)4月26日,由武汉光电国家实验室(筹)完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备(俗称激光3D打印技术)”顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术,由4台激光器同时扫描,为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。

  该装备攻克了多重技术难题,解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等“卡脖子”关键技术难题,实现了复杂金属零件的高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。

  据了解, 华中科技大学武汉光电国家实验室教授曾晓雁领导的激光先进制造研究团队,在国家863和自然科学基金项目等资助下,经过十年的长期努力,在SLM成形理论、工艺和装备等诸多方面取得了重要成果,特别是突破了SLM成形难以高效制备大尺寸金属零件等瓶颈。此前,我国在SLM技术领域与国际先进水平相比有较大差距,大部分装备依赖进口。

  项目率先在国际上提出并研制出成形体积为500×500×530mm3的4光束大尺寸SLM增材制造装备,它由4台500W光纤激光器、4台振镜分区同时扫描成形,成形效率和尺寸迄今为止同类设备中世界最大。

  此外,项目还攻克了多光束无缝拼接、4象限加工重合区制造质量控制等众多技术难题,实现了大型复杂金属零件的高效率、高精度、高性能成形。首次在SLM装备中引入双向铺粉技术,其成形效率高出同类装备的20-40%,标志着我国自主研制的SLM成形技术与装备达到了国际先进水平,所研制的零件不仅大大缩短了产品的研制周期,简化了工序,更重要的是将结构-功能一体化,获得性能优良的、轻质的零件。

  SLM技术成形精度高、性能好、且不需要工模具,属于典型的数字化过程,目前在复杂精密金属零件的成形中具有不可替代性,在精密机械、能源、电子、石油化工、交通运输等几乎所有的高端制造领域都具有广阔的工业应用前景。经过质询与讨论后,鉴定委员会一致认为该项目在SLM整体技术达到国际先进水平,其中在SLM装备的成形尺寸和效率达到国际领先水平,并建议进一步拓展材料与装备的应用范围。
还是太小,如果能够打印直径8米、10米、15米的薄壁结构就牛了,这样长九储箱就可3D打印了。
还是太小,如果能够打印直径8米、10米、15米的薄壁结构就牛了,这样长九储箱就可3D打印了。
前两年出过一个巨型的消息,打印长度能到10米材料是不锈钢,上百吨的超级大家伙。到现在反而没啥消息了
霜雪寒冰 发表于 2016-5-3 09:15
前两年出过一个巨型的消息,打印长度能到10米材料是不锈钢,上百吨的超级大家伙。到现在反而没啥消息了
那个是南风股份公司的,打印核电站等大型厚重设备的,可能打不了薄壁的,精度不同。

oaki911 发表于 2016-5-3 09:34
那个是南风股份公司的,打印核电站等大型厚重设备的,可能打不了薄壁的,精度不同。


除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。
并无法取代传统工艺制造的“质量”的根本。
换句话说,一个部件的核心不能用3D打印取代。

对于重点部件来言,我是不建议用3D打印的。实在要用也是包含了大量的后期加工才使用的。
特别对于高精度设备离不开人工。

曾经用3D打印做过样品,一个使用工业级设备,一个使用家用。
虽然工业级的精度高于家用,但还是无法解决1CM以下的部件要求。

工业级打出来的:虽然精度高,但是材质粉末化,较脆。

家用打出来的:虽然进度差,但是材质至少塑质强度尚在。


我记得工业金属打印使用的是粉末技术,我比较担心成品。
oaki911 发表于 2016-5-3 09:34
那个是南风股份公司的,打印核电站等大型厚重设备的,可能打不了薄壁的,精度不同。


除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。
并无法取代传统工艺制造的“质量”的根本。
换句话说,一个部件的核心不能用3D打印取代。

对于重点部件来言,我是不建议用3D打印的。实在要用也是包含了大量的后期加工才使用的。
特别对于高精度设备离不开人工。

曾经用3D打印做过样品,一个使用工业级设备,一个使用家用。
虽然工业级的精度高于家用,但还是无法解决1CM以下的部件要求。

工业级打出来的:虽然精度高,但是材质粉末化,较脆。

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2016-5-3 10:00 上传


家用打出来的:虽然进度差,但是材质至少塑质强度尚在。

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我记得工业金属打印使用的是粉末技术,我比较担心成品。
除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。

总感觉没有高温高压的3D不靠谱。虽然不知道为啥。
zllt 发表于 2016-5-3 09:59
除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。
“夏虫不可以语冰”——很适合你。你见识到的东西就代表这个世界的最前缘吗?难道媒体报道的美国、中国争相投入发展,并且炫耀的高强度、大尺寸产品都是假的?
——材质粉末化,说明只不过是烧结而不是熔炼态金属。很简单,熔炼态需要的功率和防氧化不是一般设备可以提供和一般使用对象在经济上可以承担的。但是在军工、航空航天这些烧钱部门,这个算什么。
740159711 发表于 2016-5-3 10:21
总感觉没有高温高压的3D不靠谱。虽然不知道为啥。
确实
除了高温高压,也关乎材质。
我所理解的质量,是建立在材质自身的结构在制造过程中的变化。
比如锻造,铁被多次的高温高压锻打,结构逐渐提高。再加入其它金属使其特性变化。

那么3D打印这种还停留在”堆叠“的技术,对”原料“的要求又提高了多少??这反而是关键。
3D打出来的质量结构特性有些根本就不能拿来受力,完全就是个“外观货“
也就是所谓的“塑个型”罢了。

我一直认为3D打印只是一个制造方式,不代表产品材质结果。
不能因为3D的方式便捷,就忽略了材质质量。
他改变的只是制造过程而已。

要想让3D运用在高强度地方,首先解决的我认为是“材质组成“如何在新模式下组成为高性能。
这个东西应该以作为“课题”在各大高校探索了吧。
比较胖狴犴 发表于 2016-5-3 10:34
“夏虫不可以语冰”——很适合你。你见识到的东西就代表这个世界的最前缘吗?难道媒体报道的美国、中国争 ...
拾人牙慧,所谓优越感无怪乎如此了。

我抱有的是疑惑的角度去关心这个行业。
以我自身所接收到,所了解到的东西去实事求是去理解。

那么这位“先生”。
你一上来就站在了“制高点”去指责他人的眼光低,除了能让你优越,又能代表你多少呢?
3D打印还是有材料及使用成本过高的问题。
3D打印领域,我们国家丝毫不落伍吧?
zllt 发表于 2016-5-3 10:34
确实
除了高温高压,也关乎材质。
我所理解的质量,是建立在材质自身的结构在制造过程中的变化。
首先你要知道,用传统的打铁锻造的朴素思维去理解现代的冶金和材料是不行的。

锻造能够强化,不是你觉得的“结构逐渐提高”也不止是很多人以为的“把铁砸瓷实”

合金的强化也不是说加入金属“使其特性变化”。合金原子的加入其实是一种“杂质“,在晶体中像钉子一样阻碍金属原子运动,所以使得强度提高。

3D打印一开始用的就是合金粉末,成型时候锻造是一种非平衡的相变,而3D打印实际上是近平衡相变,是用更易于控制的手段去完成锻造的强化效果。

金属材料的性能和微观的晶体结构有关系。热处理、锻造、3D打印出来的结构不同,材料性能也差极多。

简单来说,3D打印不只是堆积成型,本身也是制造一种新材料。

确实
除了高温高压,也关乎材质。
我所理解的质量,是建立在材质自身的结构在制造过程中的变化。

那么歼15的起落架是怎么弄出来的
zllt 发表于 2016-5-3 09:59
除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。
您用过歼15吗?好像其起落架就是3D打印的钛合金,强度等问题都解决了。
好像最近有军刊分析了3D打印的优缺点,很有前途;

但并不万能、也不完美且并不廉价——至少目前。
3D打印大型零件对于减重简化工艺等有很多好处,但是一旦损坏就不好换了。。。。。
zllt 发表于 2016-5-3 09:59
除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。
这只是打印材料和打印方式的问题呀,

工业金属打印有铺粉、送粉、送丝好几种放材料的方式,有激光、电子束、离子束几种加热方式,加热程度也有烧结和熔融几种,
不能觉得是粉末就怎么样的。

某二大还是三大公司是铺粉然后喷胶水,喷出来的部件也是很脆,但是他后续还要烧结和用较低熔点金属填充空隙,做完后续处理后就不脆了。
740159711 发表于 2016-5-3 10:21
总感觉没有高温高压的3D不靠谱。虽然不知道为啥。
热等静压处理跟 3D 打印是独立的呀
zllt 发表于 2016-5-3 10:34
确实
除了高温高压,也关乎材质。
我所理解的质量,是建立在材质自身的结构在制造过程中的变化。
呃,粉末合金不能说是“塑个型”啊,
不锈钢粉末、钛合金粉末的成分、粒径、形状,熔融和冷却的温度、速度,都对成品有很大的影响,
另外,锻打铁也是为了把“不合格的”铁给滲碳成钢,如果本身就是钢了就不需要再滲碳了。


ddff1 发表于 2016-5-3 10:39
3D打印还是有材料及使用成本过高的问题。


材料价格看情况啦,
打印机公司卖的光敏树脂很贵吧,但是也有几十块的光敏树脂卖,
打印机公司卖的 ABS、PLA 线材一卷要好多钱吧,但是淘宝也有很便宜的,
不锈钢粉末、钛合金粉末也是,阿里巴巴上有成分粒径差不多但是非常便宜的。

总的来说也许类似之前惠普、爱普生等“纸张打印机”的墨盒,
官方墨盒很贵(甚至传说有些会故意在还剩下 xx% 墨水的时候就警告墨水不足),
但是你也能偷偷用廉价的第三方墨盒,甚至自己给墨盒加墨水。
ddff1 发表于 2016-5-3 10:39
3D打印还是有材料及使用成本过高的问题。


材料价格看情况啦,
打印机公司卖的光敏树脂很贵吧,但是也有几十块的光敏树脂卖,
打印机公司卖的 ABS、PLA 线材一卷要好多钱吧,但是淘宝也有很便宜的,
不锈钢粉末、钛合金粉末也是,阿里巴巴上有成分粒径差不多但是非常便宜的。

总的来说也许类似之前惠普、爱普生等“纸张打印机”的墨盒,
官方墨盒很贵(甚至传说有些会故意在还剩下 xx% 墨水的时候就警告墨水不足),
但是你也能偷偷用廉价的第三方墨盒,甚至自己给墨盒加墨水。
高能续航 发表于 2016-5-3 10:41
3D打印领域,我们国家丝毫不落伍吧?
兔子现在越来奔的越高
HhJjKcScS 发表于 2016-5-3 11:44
好像最近有军刊分析了3D打印的优缺点,很有前途;

但并不万能、也不完美且并不廉价——至少目前。
这个相对一些东西,还是很不错的
如果3D打印能用在民用上,就更好了
烈焰之翼 发表于 2016-5-3 11:46
3D打印大型零件对于减重简化工艺等有很多好处,但是一旦损坏就不好换了。。。。。
这个需要创新,3D打印反正也刚刚开始
技术发展快,加油!
zllt 发表于 2016-5-3 10:38
拾人牙慧,所谓优越感无怪乎如此了。

我抱有的是疑惑的角度去关心这个行业。
你连最基本的新闻都不看,最基本的行业信息都不知道。还能说明什么
zwtk345 发表于 2016-5-3 11:25
首先你要知道,用传统的打铁锻造的朴素思维去理解现代的冶金和材料是不行的。

锻造能够强化,不是你觉 ...
了解,谢谢
其实就如你所说一样,我周围基本都是这么理解3D打印。
往小了说是个人不去了解,往大了说是产业技术的讲解不够。
毕竟老百姓更多的获取的是商业的知识,而不是技术。

当年和朋友间为一个钟表上的小零件做3D打印而困扰。
而我之所以对3D现阶段的看法如此,是因为我的兴趣爱好中的“钟表”。
也许基础表可以用3D,正如斯沃琪做的51号星球使用了直接机械加工方法,但是高精度高造型的机械表是3D打印无法完成。
超山猫 发表于 2016-5-3 12:50
呃,粉末合金不能说是“塑个型”啊,
不锈钢粉末、钛合金粉末的成分、粒径、形状,熔融和冷却的温度、速 ...
了解了。谢谢

其实之所以对3D打印如此看法,是因为我的兴趣爱好。
钟表。

在钟表领域,连传统机械加工都无法取代的。
斯沃琪的51号星球,虽然在制造上做出了突破,采用全机械加工,但是只限于“结构简单”

上升到复杂的,特殊要求的。就无法实现了。
今天早上看CCTV10的节目《我爱发明》,里面的3D打印巧克力真心不错。。。我很喜欢。
oaki911 发表于 2016-5-3 11:40
您用过歼15吗?好像其起落架就是3D打印的钛合金,强度等问题都解决了。
我帮你补充吧。。
你用过歼15吗?
你知道美帝说是部分机体都用吗?
你知道歼20据说也用了吗?
你知道连太空都用了吗?
你知道我国军方也有消息说临时用3D打印零件解决了问题。?

然后呢????????????????????
哎,3D打印,不能一叶障目哎。

他更多的是“可应用”而没到“可取代”。
前者不否定其他。
后者完全取代所有行业。

就拿我的兴趣爱好中的钟表。。。有吗?
这同样是制造业,而且对于精度要求已经是非常高的了。

正如我最开始发表的观点,我并未否定这个行业,而是提出自己的理解和所接收到的客观因素。
怎么感觉我好像是成了喷子。。。好几个回复我的,我都看得无语。

超大不应该是研究的态度吗。
zllt 发表于 2016-5-3 10:38
拾人牙慧,所谓优越感无怪乎如此了。

我抱有的是疑惑的角度去关心这个行业。
目前已经实现了3D打印的钛合金飞机承重部件,节约材料90%以上。所以你说的问题应该仅限于你基础到的民用设备,不属于高精尖技术。
都是些什么人?都是前沿的工作者?挂羊头卖狗肉真多
oaki911 发表于 2016-5-3 11:40
您用过歼15吗?好像其起落架就是3D打印的钛合金,强度等问题都解决了。
“好像其起落架就是3D打印的钛合金,强度等问题都解决了”我就呵呵了!哪里的证据呢?
“打印”多么庸俗的名称!其实叫3D成型还比较科学!实质就是材料堆积成型。结构强度不好的!所以它不是万能的!

zllt 发表于 2016-5-3 15:29
了解了。谢谢

其实之所以对3D打印如此看法,是因为我的兴趣爱好。


钟表啊,也许珠宝业的那套 3D 打印工艺会接近些?

珠宝业是用光敏树脂打印机打印出精细光滑的树脂模型,然后倒模铸出金、银珠宝(再镶嵌宝石、玻璃之类),
珠宝用的精度应该足够高了。

不过机械表可能就算全部部件都能机械制造了,但最后还是得钟表师傅调校吧?
zllt 发表于 2016-5-3 15:29
了解了。谢谢

其实之所以对3D打印如此看法,是因为我的兴趣爱好。


钟表啊,也许珠宝业的那套 3D 打印工艺会接近些?

珠宝业是用光敏树脂打印机打印出精细光滑的树脂模型,然后倒模铸出金、银珠宝(再镶嵌宝石、玻璃之类),
珠宝用的精度应该足够高了。

不过机械表可能就算全部部件都能机械制造了,但最后还是得钟表师傅调校吧?
超级感动123 发表于 2016-5-3 17:27
“打印”多么庸俗的名称!其实叫3D成型还比较科学!实质就是材料堆积成型。结构强度不好的!所以它 ...
后半句不能这么说,
粉末冶金也是“堆”起来的,但性能不好么。

另外,就算用的是胶水一点一点粘起来的工艺,最后成品也可能不一样的,
前面说了:某二大还是三大公司是铺粉然后喷胶水,这样粉末用胶水粘起来的部件也是很脆,但是他后续还要烧结和用较低熔点金属填充孔隙,做完后续处理后就不脆了。
minimi001 发表于 2016-5-3 14:01
如果3D打印能用在民用上,就更好了
据说汽车增压器的涡轮和压气机叶轮就有用 3D 打印了,新车研发时也有用 3D 打印弄壳子形状。
烈焰之翼 发表于 2016-5-3 11:46
3D打印大型零件对于减重简化工艺等有很多好处,但是一旦损坏就不好换了。。。。。
呃,用类似 3D 打印的技术来修复涡扇发动机整体叶轮之类的零件(比如类似机器人控制的堆焊),似乎好早就有在用了。

所以大型整体金属零件的外场修复应该没问题,
倒是复合材料的不太好搞……
据说空客是在复合材料里添加金属部分来提高可维修性(让他可以焊接)
zllt 发表于 2016-5-3 09:59
除了精度,我比较关心质量。

我所了解到的3D打印还停留在一个“方式体系”的探索延伸中。
激光3D打印和靠热塑3D打印根本不是一个原理
zllt 发表于 2016-5-3 15:44
我帮你补充吧。。
你用过歼15吗?
你知道美帝说是部分机体都用吗?
其实论坛里没必要当真,根据第六次人口普查结果,具有大学(指大专以上)文化程度的人口为119636790人,所以很多人其实是不懂的,,,,都是主观臆测的