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哈工大重慶研究院攻克陶瓷3D打印“定制化”關鍵技術

科研前沿
2022
12/21
16:28
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來源:上游新聞

南極熊獲悉,哈爾濱工業(yè)大學重慶研究院項目負責人、博士生導師楊治華帶領團隊,圍繞“先進陶瓷及其智能制造技術”取得重大突破,掌握了結構功能一體化陶瓷及其器件制備核心技術,特別是攻克了陶瓷3D打印“定制化”關鍵技術,能夠針對不同器件和需求進行規(guī)模化加工生產。

楊治華介紹,團隊掌握的陶瓷3D打印技術具備空間結構成型、低成本、周期短等諸多優(yōu)勢,譬如低成本,提高材料利用率近100%,且無需模具,可有效降低原型制造與模型開發(fā)成本。該技術可用于射頻微波無源器件、多功能化共形傳感器、復雜結構電路、復雜結構陶瓷部件等核心部件的制備生產。

△楊治華參加明月湖推薦大會。兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)供圖

以射頻微波無源器件制備為例,傳統(tǒng)制備方法采用干壓、凝膠注模工藝,耗時耗力、生產成本高,且在復雜形狀和任意結構的器件制備加工中存在較大局限性。而采用陶瓷3D打印技術,不僅成型精度高、設計便捷,還可滿足射頻器件向緊湊型、模塊化、多材料的方向發(fā)展需求,特別適用于異形、結構一體化、薄壁、微通道等復雜形狀及點陣結構加工。

更為重要的是,針對不同器件制備加工,楊治華團隊利用“定制化”陶瓷3D打印技術可以實現(xiàn)規(guī);庸どa。

他介紹,對于倒模,絲網印刷等傳統(tǒng)工藝而言,不同材料,不同結構以及不同性能都需要配套對應的模具、網板,在數(shù)量大的情況下,這些成本能被均攤。而定制化產品數(shù)量極少,單一配套的模具和網板成本高昂,極大地降低了產品利潤。

“3d打印技術可針對不同材料、不同規(guī)格,甚至不同功能,都可以用同一套設備解決,沒有附加網板和模具成本,極大地減少了制備成本,一個樣品和幾百個樣品的成本幾乎是一樣的!

以介質天線為例,3D打印技術只需要在計算機上建立電路模型,輸出3D打印文件,然后直接進行電路打印,經過簡單處理即可達到最終天線產品。

楊治華說,“整個流程下來,最快在一天內即可完成新天線的制作,可立即進行優(yōu)化后天線的性能確認,從新型天線的設計、制作、驗證整個流程上,時間會大幅度縮短。而傳統(tǒng)技術需要等待網版制作,在優(yōu)化天線結構的同時,不同的結構需要不同的網版,網版的設計、加工、運輸周期會很長,網版制作完成后,還需要印刷,后處理,才可以進行驗證。”

目前,楊治華團隊圍繞“先進陶瓷及其智能制造”除了開發(fā)出3D打印“定制化”技術之外,還掌握了粉末冶金技術和流延技術,團隊已與國電南瑞科技股份有限公司等10余家企業(yè)達成橫向深度合作意向。


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