激光3D打印技術(shù)是一種利用激光實(shí)現(xiàn)的快速成型技術(shù),其核心工作原理是疊層制造。在模型制造過程中,激光3D打印技術(shù)主要運(yùn)用液態(tài)光敏樹脂作為材料,這種特殊的樹脂一旦吸收到紫外波段的能量,便會(huì)立即發(fā)生固化反應(yīng),從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。激光3D打印制造過程首先是將所需制造的模型進(jìn)行編程并導(dǎo)入計(jì)算機(jī),然后在激光器發(fā)射出的激光束在計(jì)算機(jī)精確控制下,經(jīng)由光路系統(tǒng)對(duì)模型材料進(jìn)行精細(xì)的掃描、刻劃。在此過程中,激光束所觸及的液態(tài)光敏樹脂在吸收紫外光波后會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。在計(jì)算機(jī)的控制下,激光束完成逐層掃描、刻劃,使得光敏樹脂逐層固化,通過精確堆積,最終構(gòu)建出與預(yù)期相符的模型樣品。
近年來,隨著科技研發(fā)的不斷深入,許多高精尖設(shè)計(jì)及其定制異形配件的制造過程面臨著諸多復(fù)雜而嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的模具制造周期長(zhǎng)、工序繁瑣,且需反復(fù)修改,不僅成本高昂,還嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。然而,激光3D打印技術(shù)的出現(xiàn)為這些問題提供了完美的解決方案。通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行精確計(jì)算,激光3D打印技術(shù)能夠利用激光將預(yù)估好的粉末精確堆積到指定位置,從而高效生產(chǎn)出各類高端、精密的零部件。采用這種技術(shù),零部件的打印制作速度大幅提升,整個(gè)生產(chǎn)周期得以縮短約四分之一,顯著提升了生產(chǎn)效率。
但長(zhǎng)期以來,我國在很多高尖端技術(shù)領(lǐng)域受到發(fā)達(dá)國家的制約。國產(chǎn)激光3D打印技術(shù)亦是如此,起初面臨著激光功率、增材制造材料的選擇、用量以及燒結(jié)速度等諸多難題,技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過查閱大量文獻(xiàn)、反復(fù)實(shí)驗(yàn)、不斷調(diào)整參數(shù)測(cè)試,從不銹鋼、鐵基合金、鎳基合金等基礎(chǔ)材料開始,逐步擴(kuò)展到鈷基合金、高溫合金、銅粉等更高級(jí)別材料,積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。然后借助數(shù)控加工技術(shù)的融合,使得我國激光3D打印加工復(fù)合設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)階段到工業(yè)化生產(chǎn)的重大突破。如今,中國3D激光打印技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了從追趕到超越的跨越,更從無到有,能輕松打印出各種復(fù)雜構(gòu)件,成為了睥睨世界的國之重器。
我國自主研發(fā)的大型客機(jī)C919就成功應(yīng)用了激光3D打印技術(shù),其燃油噴嘴、艙門復(fù)雜件以及發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉、起落架等關(guān)鍵部件均得益于該技術(shù)。激光3D打印技術(shù)在C919制造過程中起到了非常重要的免建模作用,顯著加速了我國民航客機(jī)國產(chǎn)化的進(jìn)程,為我國航空工業(yè)的蓬勃發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。此外,根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2024-2028年中國激光3D打印技術(shù)行業(yè)投資潛力及發(fā)展前景研究報(bào)告》顯示,當(dāng)前,我國激光3D打印技術(shù)在航空航天、電子、汽車等工業(yè)領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。其中,深圳市實(shí)鈦科技有限公司、沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司是國內(nèi)主要的激光3D打印企業(yè)。
新思界
行業(yè)分析人士表示,激光3D打印技術(shù)憑借其低成本、高效率、高精度等優(yōu)勢(shì),在各制造業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了獨(dú)特的作用,并引發(fā)了新一輪的產(chǎn)業(yè)革命。未來,隨著我國在激光3D打印技術(shù)上的持續(xù)突破,該技術(shù)必將深刻改變現(xiàn)有的生產(chǎn)流程,進(jìn)而有望推動(dòng)我國產(chǎn)業(yè)升級(jí),從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)進(jìn)軍高端制造業(yè)的目標(biāo)。