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中国3D打印技术的迅猛发展
文章来源:本站 人气: 799 发表时间: 2021-10-21 17:41

2020年11月29日上午,卢炳源院士在长沙网络安全制造大会上发表讲话。目前,金属印刷越来越成为3D打印机研究和应用的热点。目前正在发展的技术主要有几种。有些是粉末材料,有些是丝绸做的材料。粉末制作的材料有两种。一个铺粉,一个撒粉。铺粉是一层铺垫,在表面融化。粉末在粉末喷发的过程中被激光熔化。丝绸用激光电子束或离子束熔化。这几样东西各有优点,也有它的不足。

纵维立方3D打印机.png

粉末选区熔化等特征是制造的零部件准确而复杂。但是由于设备的能力限制,一般集中在小部分。因为制造效率比较低。激光融化的粉末更充分地融化,因此强度更高一些,引信更适合大型制造。


金属增材制造可以3D打印铸造模具钢材、高速钢、不锈钢等多种金属。我们可以看到一台设备可以制造多种材料。


我们用增材制造了几种材料,能达到的强度、韧性和延长率中,有些超过锻件,远远优于铸件。3D打印非常广泛。当然,有时在制造中形成结构的理性。垂直层和平行层的方向在机械性能上存在一定差异。


金属增材制造问题在哪里?如何使它更有效、更便宜、更精确?当然有各种问题。一个需要驱动能量、激光或电子束、离子束、送粉器等关键部件。能量电子束、激光、更长的寿命、更大的功率和集中力,可以提高准确度。精度和尺寸方面有一些矛盾,包括我们的金属加工,你加工大的和加工小的,达到的精度不一样。增材制造也有这样的问题。做得又大又准确,难度很大,成本也很高。最突出的问题是质量管理,容易出现什么问题?除了一般制造的准确度、表面粗糙外,还有粉末打印成三维物体时可能与气体和杂物氧化混合的缺陷。会影响材料的性能,避免缺陷发生的方法很重要。


另外,非金属材料和其他材料也产生了一些高效的技术,这几年有了高度的发展。和以前传统的光固化技术一样,现在效率提高了几十到一百倍。后来发展成连续伸展,提高了两个规模。材料也在扩张。可以用非金属材料、金属材料、陶瓷材料、合金、多材料形成功能梯度结构的零件。包括微纳米3D打印,可以制作电路、芯片。一些应用型复合材料用于战车的装甲,可以做成贝壳一样的结构,也可以参考仿生原理制作高强度战车装甲。金属和陶瓷也可以组合在一起,所以耐磨性和韧性很好。


航空航天、铁路交通越来越多地使用纤维复合材料、碳纤维复合材料,主要是轻量化、高强度等。金属材料容易产生裂缝,裂缝在一定条件下迅速扩大,使我们的整个建筑物无效,但复合材料没有这个问题。我们应用的金属复合材料制作了小型打印机,从太空发射,在太空工作,工作几天后返回地面,这是国际上第一次创作。


另一方面,纤维复合材料可以同时形成短纤维和塑料,通过注射方法形成多种部件,特别是汽车的部件,实现高强度、轻量化。


微纳米打印,精度可以达到100nm,有很多芯片可以直接打印。3D打印现在扩展到了4D打印。4D打印是智能材料。打印时和以后在某些条件下的外观可能会有所不同。例如,打印时温度是恒定的,打印后的另一个温度可以在人体的治疗中起到一定作用,击打的形状可以通过微创手术移植到人体上,如果人体发生变化,就可以形成血管支架。因为形状会随着时间的推移而变化,所以称为4D打印。


将3D打印发展到宇宙中,人类有很多宇宙的梦想,我们的地球也有一定的寿命,如何去其他星球。必须在宇宙中制造。就制造而言,上市制造、切割加工需要大量的工艺和大量的设备。但是3D打印机器可以完成所有的制造,3D打印是宇宙制造的理想手段。我们还在探险,在宇宙中可能会有非常复杂的挑战和极端的条件。同时,它在宇宙中制造没有地球的空气,不要担心氧化。我们的许多3D打印应该在真空中。那里不用担心。大自然是真空。在宇宙中,太阳能非常好,没有空气衰减,它的密度是地球的5倍。可以得到无穷无尽的能量。而且,据说月球上有能制造核动力的燃料,可以回收利用。月亮以沙粒分布,与地球上的许多材料相似。利用充足的太阳能、核能,可以在月球上提炼金属,制造其他材料。如果从月球出发到太空探索,比地球成本低得多,可以降低两种规模。从月球发射没有空气的阻力,月球的重力比地球小得多,所以很容易进入宇宙轨道。





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