全球首臺金屬/非金屬一體化3D打印機？武漢華科三維

2017年12月15日，南極熊看到，武漢華科三維發(fā)布了一個“重磅消息”：這是個全球3D打印行業(yè)值得關(guān)注的“大日子”，武漢華科三維科技有限公司經(jīng)過數(shù)年的研究和試驗，研制出了世界首臺可以同時打印非金屬材料和金屬材料的工業(yè)級3D打印裝備HK PM250.

SLS和SLM都是使用激光作為能源，照射融化粉末材料，層層堆疊成型。但這兩個技術(shù)合二為一，技術(shù)難度多大？實際應(yīng)用如何？


在以往的3D打印裝備中，非金屬材料和金屬材料的3D打印有著明顯的界限。無論是裝備的配置，還是零件的打印工藝，都有較大區(qū)別。現(xiàn)實應(yīng)用中，當(dāng)我們需要一次打印出非金屬材料和金屬材料結(jié)合緊密或者內(nèi)嵌的零件時，還沒有可行的方法。需要用不同的3D打印裝備分別打印制造，然后手工組裝在一起。

為此，武漢華科三維科技有限公司通過長時間的研發(fā)和工藝探索，將SLS和SLM工藝相結(jié)合，開發(fā)出世界首臺可以同時打印非金屬材料和金屬材料的工業(yè)級3D打印裝備HK PM250，實現(xiàn)了在一臺裝備上既可以打印非金屬零件，又可以打印金屬零件。該裝備已提供給南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，用于科研和教學(xué)工作。

五大創(chuàng)新點

1、金屬/非金屬一體化材料復(fù)合成形

提出了光纖激光器+CO2激光器的雙激光復(fù)合掃描系統(tǒng)，開發(fā)了一套金屬/非金屬多功能打印系統(tǒng)，研究了一套預(yù)熱、熔化和光整的工藝，解決了兩類材料需不同裝備的難題，實現(xiàn)一臺設(shè)備完成金屬和非金屬的復(fù)合打印工作。

2、精確定位吸粉/送粉機構(gòu)，實現(xiàn)工作面上多材料精確送粉

在此基礎(chǔ)上，我們設(shè)計了特殊的定向吸送粉機構(gòu)，根據(jù)零件功能和設(shè)計需求，可針對指定區(qū)域粉末進(jìn)行吸取和定量噴送，精確控制在零件的不同部位打印非金屬或者金屬粉末，從而實現(xiàn)非金屬粉末和金屬粉末零件的一體化成形，如一次打印出內(nèi)部鑲嵌電路的尼龍零件。

3、高精度高效率鋪粉技術(shù)

提出了精密雙導(dǎo)軌自轉(zhuǎn)式鋪粉技術(shù)，發(fā)明了雙送粉缸一體式粉床鋪粉裝置，解決了SLM工藝對鋪粉系統(tǒng)高平面度、高效率要求的難題，提高了送鋪粉效率，鋪粉平面度誤差小于0.02mm，零件成形精度達(dá)到100±0.1mm。

4、一體化抽真空成形腔，氧含小于100ppm

該裝備采用抽真空方式來保證成形室內(nèi)的氣氛，通過專門的氣密設(shè)計，保證成形過程中的氧含量可控制在100ppm以下。

5、零件特征自識別及自適應(yīng)掃描填充生成技術(shù)

提出了零件特征自識別及自適應(yīng)掃描填充生成技術(shù)，開發(fā)了面向SLS/SLM設(shè)備的模型數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了不同特征大面積（250*250）成形自適應(yīng)掃描，解決了大尺寸復(fù)雜零件加工精度難以保證、加工效率不高的問題。

對于3D打印創(chuàng)新技術(shù)，南極熊認(rèn)為十分應(yīng)該支持鼓勵。國產(chǎn)3D打印廠商，也任重道遠(yuǎn)。


武漢華科三維公司官方簡介
武漢華科三維科技有限公司地處武漢中國光谷東湖高新區(qū)，是華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室快速制造中心的增材制造技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化基地。華科三維先后得到科技部、教育部、國家自然科學(xué)基金委員會、國家863高科技計劃、湖北省科技廳和武漢市科委的支持，一直從事3D打印技術(shù)、裝備及材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。在國內(nèi)外已銷售工業(yè)化的3D打印裝備300多套，并出口到英國、新加坡、俄羅斯、越南等國。為國內(nèi)外航空航天、汽車等行業(yè)制造了上萬種各類復(fù)雜零部件，如在陜西航天動力高科技股份有限公司、西安航天發(fā)動機廠、航天八院上海航天裝備制造總廠、湖北三江航天紅陽機電有限公司、沈陽航空航天大學(xué)等多家航天企業(yè)、高校和研究院所獲得廣泛應(yīng)用。在SLS工業(yè)3D打印裝備的大型化方面，走在世界前列，推出的1.4米×1.4米臺面的商品化裝備是目前投入實際應(yīng)用的世界上最大的同類裝備。