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工业 3D 打印,也称为增材制造,是用于使用数字文件开发 3D 对象。工业 3D 打印使用连续分层材料的增材过程来创建对象。由于材料的和利用,3D打印在开发定制产品方面已获得各行业的认可。由于材料浪费减少以及生产时间和成本降低,工业部门采用 3D 打印的情况有所增加。早些时候,3D 打印于快速生产原型。然而,随着技术的进步和应用的增加,3D 打印越来越多地用于工作条件下原型的功能测试和终产品的开发。工业 3D 打印技术的主要应用是消费品、、航空航天和汽车等行业。
工作原理
激光3D打印的工作原理基于激光聚合技术,即通过激光束照射光敏材料,引发材料分子的聚合反应,从而实现材料的固化。这一过程分为多个层级进行,每一层都根据三维模型数据进行扫描固化,层层参加,终形成完整的三维实体。相较于传统的减材制造和等材制造技术,激光3D打印的增材制造方式地提高了材料利用率,降低了制造成本,同时赋予了产品设计更大的自由度。
汽车领域:加速创新与个性化生产
在汽车领域,激光 3D 打印设备就像是一位充满创意的 “汽车设计师”,为汽车的研发和生产注入了新的活力,加速了汽车行业的创新步伐 。
在零部件生产方面,激光 3D 打印设备展现出了的优势。传统的汽车零部件制造,往往需要制作昂贵的模具,而且生产周期长,成本高 。而 3D 打印技术可以直接根据设计模型,快速制造出零部件,无需模具,大大缩短了生产周期,降低了生产成本 。对于一些小批量生产的零部件或者定制化的零部件,3D 打印技术的优势更加明显 。比如,汽车制造商可以利用 3D 打印技术,快速制造出个性化的汽车内饰件,满足消费者对于个性化的需求 。据估算,采用 3D 打印技术制造零部件,生产周期可缩短 50% - 70%,成本降低 30% - 50% 。
在汽车的原型设计阶段,3D 打印技术也发挥着重要作用。设计师可以通过 3D 打印技术,快速制作出汽车的原型模型,对设计进行验证和优化 。这使得汽车的研发周期大大缩短,能够更快地将新产品推向市场 。例如,宝马公司就大量使用 3D 打印技术来制作汽车原型,每年制作的 3D 打印原型件超过 1000 件,通过这种方式,宝马公司的新车研发周期缩短了 20% - 30% 。
激光 3D 打印设备,以其特的工作原理、丰富的设备类型和广泛的应用领域,为我们展现了一个充满无限可能的未来制造蓝图 。它不仅在航空航天、医疗、汽车等关键领域发挥着举足轻重的作用,推动着这些行业的技术和发展,还在模具制造、教育研发、文创等众多领域激发着创新的火花,为人们的生活带来了更多的便利和惊喜 。
尽管目前激光 3D 打印设备还面临着成本高昂、打印速度慢、技术复杂性和材料限制等诸多挑战,但随着科技的不断进步和创新,这些问题都有望逐步得到解决 。我们有理由相信,在未来,激光 3D 打印设备将朝着多材料打印、与人工智能融合以及自动化生产的方向不断发展,实现更多的技术突破,拓展更广阔的应用领域 。
让我们共同关注激光 3D 打印设备的发展,期待它在未来能够创造更多的奇迹,为我们的世界带来更多的改变 。
航空航天:轻量化与的追求
在航空航天领域,对零部件的性能要求可谓是严苛。激光 3D 打印设备就像是一位技艺的 “太空工匠”,为这个领域带来了革命性的变化 。
以制造航空发动机的涡轮叶片为例,这是一个挑战性的任务。传统制造工艺在面对复杂的内部冷却结构时,往往力不从心。而激光 3D 打印设备却能轻松应对,它可以地控制金属粉末的烧结过程,制造出具有复杂内部冷却通道的涡轮叶片 。这些冷却通道的设计,能够有效地提高叶片的耐高温性能,使发动机在更高的温度下稳定运行,从而大幅提升发动机的效率和推力 。据相关数据显示,采用 3D 打印涡轮叶片的发动机,燃油效率可提高 15% - 20%,推力提升 10% - 15% 。
在航天器的制造中,激光 3D 打印设备也发挥着关键作用。例如,制造卫星的结构件时,通过拓扑优化设计和 3D 打印技术,可以在结构强度的前提下,大限度地减轻部件的重量 。这对于提高卫星的发射效率、降低发射成本以及延长卫星的使用寿命都具有重要意义 。美国国家航空航天局(NASA)就曾使用 3D 打印技术制造了火箭发动机的部件,这些部件不仅重量减轻了 40% - 50%,而且生产周期缩短了 60% - 70% 。
设备主要技术参数
大成型尺寸 250mm(W)×250mm(D)×300mm(H)
成型精度 ±0.1mm
分层厚度 30-80μm
可成型材料 不锈钢、高温合金、钛合金、铝合金、铜合金
大激光功率 500W
激光波长 1064nm
铺粉机构 悬臂式单向铺粉机构
大扫描速度 7m/s
气氛保护 Ar 气戒 N2 气氛
过滤等级 H13
设备尺寸 1172mm(W)×1664mm(D)×2270mm(H)
设备功率 10KW
工作环境 15℃-30℃
设备重量 约2T