2016年全球3D打印技术进程解析(2)
国内3D打印创新技术
西安交通大学
西安交通大学-结构电子产品三维空间的任意排布
结构电子是指电路与电子元件按照一定的三维空间布局,附着或镶嵌于基体结构上,形成的三维电气结构。由于电气部分具有三维空间布局,电子产品的空间利用率得到提升,体积得到减小。
西安交通大学通过一种导线与基体同步打印的3D打印技术实现了结构电子产品三维空间的任意排布,所使用的导线打印材料可以有三种不同形态,包括铜锡合金、银锡合金、锡铅合金这样的低熔点金属丝,纳米银离子凝胶溶液、导电高分子水凝胶的导电墨水,以及铝粉、铜粉等金属粉末。基体的3D打印材料则为ABS、PLA、PEEK绝缘性高分子丝材。
西安交通大学-采用多束激光辅助控温3D打印定向晶零件
在金属打印时,由于存在较大的温度梯度,金属难以持续稳定地生长,难以获得品相良好的柱晶或单晶组织,因而得到的零部件的性能和特性受到极大的影响。
西安交通大学克服现有技术中存在的问题,提供一种采用多束激光辅助控温3D打印定向晶零件的装置及方法,通过增加辅助控温光源,利于零件的金属晶体定向生长,能够得到连续的柱晶或单晶组织。
南京航空航天大学
南京航空航天大学-铝基纳米复合材料
为了解决现有的铝基复合材料在成形加工过程存在的几个问题,南京航空航天大学提供一种基于SLM成形的铝基纳米复合材料。
此材料可以有效的解决铝基纳米复合材料在激光增材过程中工艺性能与力学性能不匹配、增强颗粒分布不均匀以及陶瓷相与基材相之间润湿性较差的问题,使得所获得的产品具备良好的界面结合以及优异的力学性能。
南京航空航天大学-3D打印技术制造马氏体模具钢
目前,国产模具钢还不能全部满足国内模具行业的需求,每年约有25%的模具需从国外进口。
为解决现有制模技术中的工序复杂、成本高以及报废率大等问题。南京航空航天大学通过调整激光加工过程工艺参数,改善成形模具晶粒粗大问题,从而改善其机械性能。利用Mn、Ni、Cr等合金元素稳定过冷奥氏体,在激光加工极大的冷却速度下得到组织均匀的马氏体,从而省去了后续的“淬火”过程,激光加工完毕后,成形模具被传送装置送入真空热处理室完成回火过程以释放其内应力,从而得到具有均匀、细小的回火马氏体组织的成形模具。
浙江大学
浙江大学-基于三维打印的无泵驱动微流控芯片
微流控芯片又被称为芯片实验室,是一种在微米尺度上对流体进行操控的技术。该技术将化学和生物实验室的基本功能微缩到了一个只有几平方厘米大小的芯片之上。
浙江大学利用FDM三维打印技术制作基底,采用铺粉的方式,来制得微流控芯片。这项技术可以应用在各种临床检测,具有可重复利用、无泵驱动、流动速度可调、流道分辨率高、成本低等优点,并且加工过程简便快捷,生产效率高,易于工业化大规模生产。
华中科技大学
华中科技大学-具有锻件性能的金属零件3D打印
华中科技大学数字装备与技术国家重点实验室张海鸥教授主导研发的金属3D打印新技术“智能微铸锻”,不仅能打印薄壁金属零件,而且能打印出大壁厚差的金属零件,省去了传统锻压机的成本,通过计算机直接控制成形路径,降低了设备投资和原材料成本。
目前,由“智能微铸锻”打印出的高性能金属锻件,已达到2.2米长约260公斤。现有设备已打印飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等八种金属材料,有望改变国际上由西方国家领导的金属丝3D打印格局。
蓝光英诺
蓝光英诺-3D生物打印技术促进人工血管内皮化
蓝光英诺向全球发布了由其团队承担的3D生物打印促进人工血管内皮化的研发项目取得的重大突破:
全球首创依托干细胞生物墨汁技术构建的3D生物打印血管成功植入恒河猴体内,实现血管再生。这标志着在世界范围内3D生物打印技术在临床应用的开启,同时将引领干细胞制造组织、修复器官的再生医学新时代。
广州迈普再生医学
广州迈普再生医学-具有4D效应的脊柱侧凸内固定矫正装置
脊柱侧弯疾病有个特点,每个病人的脊柱变形都不尽相同,侧凸角度、旋转角度、脊椎骨形态、侧凸位置及对周边影响、脊柱旁软组织结构都不尽相同,临床医生有个性化器械的需求。
4D效应就是3D打印材料自动变成为预设的模型,广州迈普再生医学通过3D打印激光烧结打印技术制备镍钛基记忆合金材料骨架,在得到的镍钛基记忆合金材料骨架上沉积热塑性材料从而制备热塑性材料外壳或者单独制备热塑性材料外壳再将镍钛基记忆合金材料骨架与热塑性材料外壳组合,其中所述镍钛基记忆合金材料骨架的定位孔与所述热塑性材料外壳的定位销进行配合,从而得到功能单元。
铂力特
铂力特的光栅-钨
众所周知,稀有金属是国家的重要战略资源,而钨材料是典型的稀有金属,具有极为重要的用途。但钨材料的硬度高,脆性大,导电性差,机加工困难,采用传统的减材制造工艺难以成形形状复杂的零件。
铂力特经过多次研究试验,研制出专门针对难熔金属和高导热高反射金属的专用3D打印装备BLT-S300T,有效地解决了以上问题,打印出了钨合金零件,并且工艺参数稳定,成形良好。该零件整体采用薄壁结构,最小壁厚仅0.1mm。
铂力特的复杂流道的尾喷管-铜
铜材料在航空航天、电子产品应用领域具有重大价值,铜但材料属于高导热、高反射金属,在激光熔化(SLM)过程吸收率低,因此成形效率低、冶金质量难控制。
铂力特通过大量的试验,研制出专门针对难熔金属和高导热、高反射金属的专用3D打印设备BLT-S300T,成功制备出铜材料零件——铜合金尾喷管。
该零件的内外壁之间设计了50条随形冷却流道,增大冷却接触表面积,降低温度达到快速冷却的效果,有效提高了零件的工作温度。该零件是国内首件大尺寸选区激光熔化铜合金尾喷管,突破了铜材料的激光成形技术,实现了复杂流道的铜材料制造工艺。
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