激光3D打印技術是一種利用激光實現的快速成型技術,其核心工作原理是疊層制造。在模型制造過程中,激光3D打印技術主要運用液態光敏樹脂作為材料,這種特殊的樹脂一旦吸收到紫外波段的能量,便會立即發生固化反應,從液態轉變為固態。激光3D打印制造過程首先是將所需制造的模型進行編程并導入計算機,然后在激光器發射出的激光束在計算機精確控制下,經由光路系統對模型材料進行精細的掃描、刻劃。在此過程中,激光束所觸及的液態光敏樹脂在吸收紫外光波后會迅速轉變為固態。在計算機的控制下,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,最終構建出與預期相符的模型樣品。
近年來,隨著科技研發的不斷深入,許多高精尖設計及其定制異形配件的制造過程面臨著諸多復雜而嚴峻的挑戰。傳統的模具制造周期長、工序繁瑣,且需反復修改,不僅成本高昂,還嚴重影響生產效率。然而,激光3D打印技術的出現為這些問題提供了完美的解決方案。通過計算機對數字模型進行精確計算,激光3D打印技術能夠利用激光將預估好的粉末精確堆積到指定位置,從而高效生產出各類高端、精密的零部件。采用這種技術,零部件的打印制作速度大幅提升,整個生產周期得以縮短約四分之一,顯著提升了生產效率。
但長期以來,我國在很多高尖端技術領域受到發達國家的制約。國產激光3D打印技術亦是如此,起初面臨著激光功率、增材制造材料的選擇、用量以及燒結速度等諸多難題,技術團隊通過查閱大量文獻、反復實驗、不斷調整參數測試,從不銹鋼、鐵基合金、鎳基合金等基礎材料開始,逐步擴展到鈷基合金、高溫合金、銅粉等更高級別材料,積累了寶貴的經驗。然后借助數控加工技術的融合,使得我國激光3D打印加工復合設備成功實現了從研發階段到工業化生產的重大突破。如今,中國3D激光打印技術不僅實現了從追趕到超越的跨越,更從無到有,能輕松打印出各種復雜構件,成為了睥睨世界的國之重器。
我國自主研發的大型客機C919就成功應用了激光3D打印技術,其燃油噴嘴、艙門復雜件以及發動機渦輪葉、起落架等關鍵部件均得益于該技術。激光3D打印技術在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國產化的進程,為我國航空工業的蓬勃發展作出了重要貢獻。此外,根據新思界產業研究中心發布的
《2024-2028年中國激光3D打印技術行業投資潛力及發展前景研究報告》顯示,當前,我國激光3D打印技術在航空航天、電子、汽車等工業領域也得到廣泛應用。其中,深圳市實鈦科技有限公司、沈陽新松機器人自動化股份有限公司是國內主要的激光3D打印企業。
新思界
行業分析人士表示,激光3D打印技術憑借其低成本、高效率、高精度等優勢,在各制造業領域中發揮了獨特的作用,并引發了新一輪的產業革命。未來,隨著我國在激光3D打印技術上的持續突破,該技術必將深刻改變現有的生產流程,進而有望推動我國產業升級,從而進一步實現進軍高端制造業的目標。