盘点2016上半年九大尖端3D打印技术(2)
武汉光电国家实验室的最大激光3D打印
4月，由武汉光电国家实验室完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备（俗称激光3D打印技术）”顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术，由4台激光器同时扫描，为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。该装备攻克了多重技术难题，解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等“卡脖子”关键技术难题，实现了复杂金属零件的高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。
该项目率先在国际上提出并研制出成形体积为500×500×530mm3的4光束大尺寸SLM增材制造装备，它由4台500W光纤激光器、4台振镜分区同时扫描成形，成形效率和尺寸迄今为止同类设备中世界最大。而此前，该装备最多使用两台光纤激光器，成形效率低。
据了解，此项目攻克了多光束无缝拼接、4象限加工重合区制造质量控制等众多技术难题，实现了大型复杂金属零件的高效率、高精度、高性能成形。先后自主研制出SLM系列多种装备，并采用国产的钛合金、不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金粉末，实现了各种复杂精密零件的成形，其关键技术指标与国外水平相当。首次在SLM装备中引入双向铺粉技术，其成形效率高出同类装备的20-40%，标志着我国自主研制的SLM成形技术与装备达到了国际先进水平。已经有45种零件在20余种航天型号研制中得到应用，先后为航天发动机、运载火箭、卫星及导弹等装备中6种型号20余种产品进行了样件研制，5种产品通过了热试车，其中4种产品已经定型。先后有多台SLM装备被航天科技集团三大总体研究院用于航天零件的研制与批产，所研制的零件不仅大大缩短了产品的研制周期，简化了工序，更重要的是将结构-功能一体化，获得性能优良的、轻质的零件。
中科院研发的连续打印的超快3D打印技术
中科院福建物构所林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术，开发出一款能够连续打印的超级快速3D打印机。这款3D打印机采用数字投影技术，打印速度达到每小时600毫米，也就是可以在6分钟内，打印出一个60毫米高的三维物体，而采用传统的立体光固化成型工艺打印同样物体，则需要约10个小时。
专家介绍说，目前针对液态材料的3D打印技术多采用立体光固化成型工艺，也就是用材料逐层固化、层层累积的方式来构造三维物体，层与层之间需中断光照射，然后在已固化区域表面重新覆盖或填充精确、均匀的光敏树脂，再进行光照射形成新的固化层，这种方式系统复杂且耗时。2015年3月，美国Carbon3D公司率先提出“连续液面生长技术”。该技术采用透光透气材料特氟龙引入氧气作为固化抑制剂，使固化过程保持连续性，从而比传统的3D打印速度快25倍至100倍，达到每小时500毫米。
在此基础之上，福建物构所研究人员提出了一种特殊的半渗透性透明元件取代特氟龙，这种元件对氧气的透过率比一般高分子聚合物高，因此氧气或空气均可作为固化抑制剂使用，实现全程固化的高速连续性。
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