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。但這兩個技術合二為一，技術難度多大？實際應用如何？


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?，F(xiàn)實應用中，當我們需要一次打印出非金屬材料和金屬材料結合緊密或者內(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，用于科研和教學工作。

五大創(chuàng)新點

1、金屬/非金屬一體化材料復合成形

提出了光纖激光器+CO2激光器的雙激光復合掃描系統(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)一臺設備完成金屬和非金屬的復合打印工作。

2、精確定位吸粉/送粉機構，實現(xiàn)工作面上多材料精確送粉

在此基礎上，我們設計了特殊的定向吸送粉機構，根據(jù)零件功能和設計需求，可針對指定區(qū)域粉末進行吸取和定量噴送，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

提出了精密雙導軌自轉式鋪粉技術，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掃描填充生成技術

提出了零件特征自識別及自適應掃描填充生成技術，開發(fā)了面向SLS/SLM設備的模型數(shù)據(jù)預處理軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了不同特征大面積（250*250）成形自適應掃描，解決了大尺寸復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，南極熊認為十分應該支持鼓勵。國產(chǎn)3D打印廠商，也任重道遠。


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)，是華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室快速制造中心的增材制造技術轉化和產(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、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、沈陽航空航天大學等多家航天企業(yè)、高校和研究院所獲得廣泛應用。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用的世界上最大的同類裝備。