目前,3D打(da)(da)印依然(ran)存在工业(ye)(ye)(ye)制造上(shang)的(de)(de)成本、效率难题,但它却(que)拥有(you)传统(tong)减法制造无法比拟(ni)的(de)(de)设计自由度、绿(lv)色(se)环(huan)保等优势(shi),所以目前许多(duo)行(xing)业(ye)(ye)(ye)和(he)生产(chan)企业(ye)(ye)(ye)已经将(jiang)两种技(ji)术(shu)结合使用(yong)(yong)(yong),以充分利用(yong)(yong)(yong)各(ge)自的(de)(de)优势(shi)。直接3D打(da)(da)印是(shi)最常见(jian)和(he)广泛应用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)技(ji)术(shu),即(ji)利用(yong)(yong)(yong)打(da)(da)印机将(jiang)材料(liao)逐(zhu)层堆叠起来,直接创建所需(xu)的(de)(de)物(wu)体,但是(shi)它在材料(liao)选择、性能指标等方面有(you)“死角”,无法满足更通(tong)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)应用(yong)(yong)(yong)场景。为了能更快的(de)(de)推广和(he)普及3D打(da)(da)印工业(ye)(ye)(ye)应用(yong)(yong)(yong),升华(hua)三维在寻找3D打(da)(da)印出路的(de)(de)迷途中,坚定(ding)地选择了有(you)别于主流(liu)的(de)(de)间接3D打(da)(da)印,即(ji)将(jiang)3D打(da)(da)印与(yu)粉末冶金相结合的(de)(de)路线(xian)。
在CAC2023广州先进陶(tao)瓷产业链展览(lan)会上,升华三(san)维携其特色(se)的(de)粉末挤(ji)出打印(yin)技(ji)术(Powder Extrusion printing,PEP)解决方案闪(shan)亮(liang)登场(chang),吸(xi)引了(le)众多专业观(guan)众驻足了(le)解。
1、工(gong)作(zuo)流(liu)程
PEP具体(ti)过(guo)程(cheng)是利用(yong)了已(yi)发展成(cheng)熟的(de)粉(fen)末注射(she)成(cheng)形(xing)工(gong)(gong)艺(yi),结合(he)独(du)立(li)双喷嘴3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)系统(tong)来实(shi)现对(dui)材(cai)(cai)料(liao)的(de)控制和(he)成(cheng)型,可以同(tong)时(shi)打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)或者各(ge)自轮流打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)金(jin)属和(he)陶(tao)瓷材(cai)(cai)料(liao),实(shi)现不同(tong)种类(lei)材(cai)(cai)料(liao)的(de)复合(he)产品开发。打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)完(wan)(wan)成(cheng)后,利用(yong)粉(fen)末注射(she)成(cheng)形(xing)相关工(gong)(gong)艺(yi)对(dui)产品进(jin)行脱脂(zhi)和(he)烧(shao)(shao)结,因其将热(re)加工(gong)(gong)过(guo)程(cheng)转移到烧(shao)(shao)结步(bu)骤,使得更(geng)容易管理(li)热(re)应(ying)力;而且烧(shao)(shao)结温(wen)(wen)度(du)低于(yu)其他(ta)类(lei)型的(de)直接3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)工(gong)(gong)艺(yi)中(zhong)所需的(de)完(wan)(wan)全熔化温(wen)(wen)度(du),使得热(re)量可以更(geng)均匀地施加,从而确保了产品性能(neng)的(de)一(yi)致性。升华三(san)维目前(qian)已(yi)具备(bei)材(cai)(cai)料(liao)开发制备(bei)、设备(bei)研发生产、系统(tong)软件开发到3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)工(gong)(gong)艺(yi)、脱脂(zhi)及烧(shao)(shao)结工(gong)(gong)艺(yi)一(yi)整套(tao)工(gong)(gong)艺(yi)链及完(wan)(wan)整金(jin)属/陶(tao)瓷间接3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)解决方案。
2、技术特(te)点
PEP技术成形(xing)工艺(yi)简单(dan),无需激光器件,具有(you)低温(wen)(wen)成形(xing)、高(gao)温(wen)(wen)成性(xing)的特(te)性(xing)。可(ke)解(jie)决像(xiang)铜(tong)等(deng)高(gao)反(fan)射金(jin)(jin)属对(dui)激光波段吸收率低,对(dui)于钼、钨、钽等(deng)难(nan)熔金(jin)(jin)属传(chuan)统激光难(nan)以达(da)到其溶点,如钨合金(jin)(jin)、黄铜(tong)等(deng)具有(you)熔点相差较大元素组成的合金(jin)(jin)材料成分可(ke)控性(xing),及(ji)(ji)复杂几(ji)何形(xing)状特(te)种陶瓷构件等(deng)制造加(jia)(jia)工问题。打印材料制备(bei)方(fang)便,对(dui)原(yuan)始粉末(mo)的球(qiu)形(xing)度(du)和流动性(xing)没有(you)严格要求,适用于粉末(mo)冶金(jin)(jin)工艺(yi)所(suo)用的粉末(mo)材料,并且打印料可(ke)循环利用。为特(te)殊金(jin)(jin)属和特(te)种陶瓷材料复杂结(jie)构设计(ji)、减(jian)重设计(ji)及(ji)(ji)制造加(jia)(jia)工难(nan)等(deng)开辟了新途径。
3、应用(yong)案例(li)
先进陶瓷(ci)——上(shang)海硅(gui)酸盐研究(jiu)所(suo)利用升华三维的大尺寸独立(li)双喷嘴(zui)打(da)印机UPS-556系统,藉(jie)由展(zhan)开的高(gao)性(xing)能结构陶瓷和(he)陶瓷基复合材料等应用的研究(jiu)取得(de)重大进展(zhan),成(cheng)功制备了(le)碳化硅(gui)陶瓷光学元件等高(gao)附加(jia)值组件,获(huo)得(de)广泛关(guan)注(zhu)。
上海硅酸盐(yan)研究所利用UPS-556成功制(zhi)备的碳化硅陶瓷光学(xue)元件及其性(xing)能(*相关资料及数(shu)据来自(zi)研究团队已公(gong)开专利)
光学反射镜的口径越(yue)大(da),衍射效(xiao)应越(yue)小(xiao),意(yi)味(wei)着(zhe)光的汇聚能力越(yue)强,分辨率就(jiu)越(yue)高。大(da)尺寸、轻量(liang)化碳化硅反射镜的成(cheng)功制备,可有力支撑国(guo)家遥感(gan)卫星发展和空间基础设施(shi)建设,提(ti)升我国(guo)在遥感(gan)探测(ce)技术领域的核心竞争(zheng)力。
粉末冶金(jin)——升华三维助力中(zhong)南(nan)大学有(you)色金(jin)属成矿(kuang)预测(ce)与地质环境监测(ce)教(jiao)育部重点实(shi)验室和湖南(nan)工业大学成功制造(zao)了钴基(ji)金(jin)刚石(shi)复合材(cai)料。
该科研团(tuan)队(dui)使用深(shen)圳升华(hua)三维科技有(you)限公司密炼(lian)机(ji)、造(zao)粒(li)机(ji)、3D打印机(ji)、脱脂炉和烧(shao)结炉一整套工艺,完成混合(he)、造(zao)粒(li)、打印、脱脂和烧(shao)结的(de)(de)加工过程。根据此工艺制(zhi)备了钴基金刚(gang)石(shi)复合(he)材料,并与粉末热(re)压烧(shao)结样品进行对(dui)比(bi),研究(jiu)其微观结构(gou)特征(zheng)和性(xing)能(neng),发现即使在最佳温度下,其样品的(de)(de)性(xing)能(neng)也(ye)会更好;样品的(de)(de)密度和持有(you)的(de)(de)性(xing)能(neng)相比(bi)金刚(gang)石(shi)颗(ke)粒(li)提(ti)高了。PEP是一种很有(you)前途(tu)的(de)(de)技术(shu),具有(you)制(zhi)造(zao)复杂形状或超薄结构(gou)的(de)(de)金刚(gang)石(shi)工具的(de)(de)能(neng)力,并有(you)大(da)规模(mo)制(zhi)造(zao)的(de)(de)潜力。
小(xiao)结
在升华三维看来,随着(zhe)3D打印技术的(de)成熟(shu)及(ji)应用的(de)不断扩(kuo)大,间(jian)(jian)接(jie)3D打印技术的(de)发(fa)展也(ye)(ye)会越(yue)来越(yue)快,同时国(guo)内(nei)对(dui)间(jian)(jian)接(jie)3D打印的(de)认知度(du)和接(jie)受(shou)度(du)会有新的(de)突破。在间(jian)(jian)接(jie)3D打印应用市场(chang)上,国(guo)内(nei)外会有更多(duo)的(de)复杂产品批量化打印的(de)市场(chang)应用案例出现,跟(gen)激光类(lei)直(zhi)接(jie)3D打印在一些(xie)市场(chang)选择上既有差(cha)异化的(de)策略,也(ye)(ye)有直(zhi)接(jie)正面的(de)竞(jing)争PK。
升(sheng)华三维将始终践行“构建3D打印(yin)智造世(shi)界”的(de)发展理念,致力于金(jin)属/陶(tao)瓷(ci)间接3D打印(yin)技(ji)术的(de)推广及应(ying)用(yong),围(wei)绕该技(ji)术路线(xian)不断(duan)拓(tuo)展新工艺,不断(duan)深耕产(chan)(chan)业应(ying)用(yong)市(shi)场(chang),研发生(sheng)产(chan)(chan)符合规划领(ling)域和应(ying)用(yong)场(chang)景的(de)3D打印(yin)设备和材料(liao),担当(dang)起(qi)中国金(jin)属/陶(tao)瓷(ci)间接3D打印(yin)技(ji)术的(de)开拓(tuo)者和领(ling)航者的(de)使命,快速响(xiang)应(ying)市(shi)场(chang)需求,给(ji)客户(hu)带来高性价比的(de)产(chan)(chan)品及服务体(ti)验。
粉体(ti)(ti)圈 郜白