向上突破挑戰(zhàn),永年激光首創(chuàng)超大型激光3D金屬打印SLM設(shè)備
向下接地氣,工于心、匠于行,首創(chuàng)抬升式桌面型3D金屬打印機(jī)
我國(guó)各工業(yè)、科研和教學(xué)領(lǐng)域急需桌面型的大成形體積、可變粉體、高精度的3D金屬打印設(shè)備。所謂3D金屬打印桌面機(jī),是指設(shè)計(jì)精巧,結(jié)構(gòu)緊湊、可變成形粉體、精度好、成形效率高而具有足夠大的掃描成形空間大的微小型設(shè)備。其設(shè)計(jì)和制造難度高,須有長(zhǎng)期從事3D金屬打印設(shè)備生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)來(lái)完成。
然而目前,國(guó)內(nèi)外的桌面型和小型金屬成形機(jī),或成形體積太。50x50x50mm)、或機(jī)器體積太大、或成形粉體不可變,或精度有待提高。江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司在積近10年在選區(qū)激光熔化(SLM)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用該公司的多項(xiàng)國(guó)家專利,完成桌面型金屬成形機(jī)的開(kāi)發(fā)(成形尺寸160x160x200mm )。
新型桌面機(jī)由成形主機(jī)、過(guò)濾器、控制柜和冷水機(jī)組成,如圖。
△YLM-160桌面金屬3D打印系統(tǒng)
桌面型3D金屬打印設(shè)備絕不是低端產(chǎn)品的代名詞,采用了永年激光的國(guó)家發(fā)明專利“型-形技術(shù)”,即M/S——Model/Shape技術(shù),完成從SLM到SLM-M/S的技術(shù)提升,經(jīng)過(guò)大量的卓越的開(kāi)發(fā)工作,順利完成我國(guó)第一個(gè)超大成形粉體的金屬桌面機(jī)的生產(chǎn)。
首臺(tái)(套)抬升式桌面型3D金屬打印機(jī),摒棄傳統(tǒng)的SLM設(shè)備的成形缸系統(tǒng),有效地降低用戶的使用成本,可廣泛地應(yīng)用教學(xué)、科研和工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。
工業(yè)領(lǐng)域:注塑模和吹塑模小型插件等,工業(yè)用金屬結(jié)構(gòu)件,其成形空間應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50mm立方,應(yīng)達(dá)到160x160x200mm 的水平;
醫(yī)療器械:體內(nèi)外假肢和關(guān)節(jié)、齒科義齒等;
科研領(lǐng)域:材料研究需小型可變粉體的3D金屬打印設(shè)備,以節(jié)省寶貴的測(cè)試金屬粉末;由于實(shí)驗(yàn)室面積的限制,研究領(lǐng)域更傾向小型機(jī)或桌面機(jī);
教學(xué)領(lǐng)域:高等學(xué)校的實(shí)訓(xùn)、技師和技工培訓(xùn)和競(jìng)技大賽等對(duì)桌面機(jī)的需求是很迫切的。
△YLM-160桌面金屬系統(tǒng)打印的鋁合金光柵
堅(jiān)持自主創(chuàng)新,鍛造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力
SLM: Selective laser melting(選擇性激光熔化)是3D金屬打印的一種主要技術(shù)途徑。這項(xiàng)技術(shù)的工作原理是選用激光作為能量源,按照三維CAD 切片模型中規(guī)劃好的路徑在金屬粉末床層進(jìn)行逐層掃描(20μm~80μm厚的金屬粉末微層),掃描過(guò)的金屬粉末通過(guò)熔化、凝固從而達(dá)到冶金結(jié)合的效果,然后逐層累積成型出三維實(shí)體,最終獲得模型所設(shè)計(jì)的金屬零件。SLM技術(shù)克服了傳統(tǒng)技術(shù)制造具有復(fù)雜形狀的金屬零件帶來(lái)的困擾,它能直接成形出近乎全致密且力學(xué)性能良好的金屬零件。
因此,成形缸系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)微粉頂層制造及數(shù)萬(wàn)微粉層的精密疊加,保證SLM工藝的實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,國(guó)內(nèi)外主流設(shè)備商普遍采用成形缸系統(tǒng)在SLS和SLM工藝中應(yīng)用了30多年,對(duì)中小型的成型件簡(jiǎn)易可行,數(shù)十年中,因成形件不大,矛盾不大,但隨作大型和超大型SLM的出現(xiàn),其弊端日益顯現(xiàn),比如:缸筒的約束剛性過(guò)大,造成“大缸干小活”,且不易取件;又如:活塞與缸筒是導(dǎo)向付的關(guān)系,容易引發(fā)“卡缸”等問(wèn)題。最突出的問(wèn)題是傳統(tǒng)SLM技術(shù)的粉材浪費(fèi)及其其嚴(yán)重,現(xiàn)有成形缸-活塞SLM技術(shù),只有不到 20%被熔化轉(zhuǎn)變成零件;未熔化的粉末雖然可以被回收處理后再使用,但因氧化和流動(dòng)性下降等原因,復(fù)用 5-10 次后,粉末不能再用,必須更換新粉末;粉末價(jià)格高,是同等重量棒材價(jià)格的 10-20 倍。從典型的3D打印產(chǎn)品的成本分析,原材料占20-30%,設(shè)備折舊占40-50%,由此可見(jiàn),設(shè)備和粉末的國(guó)產(chǎn)化、節(jié)約粉末和減低使用成本是3D打印應(yīng)用的瓶頸之一。
用戶的痛點(diǎn),就是改進(jìn)和創(chuàng)新的目標(biāo)。永年激光在近10年SLM設(shè)備開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,不走仿制老路,銳意進(jìn)取、勇于創(chuàng)新,錨定高質(zhì)量發(fā)展,形成了一批最新技術(shù)成果,并新增多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利,通過(guò)更換“型板”、“形臺(tái)”和“伸縮筒”,即可更換粉體,實(shí)現(xiàn)“大件大粉體”,“小件小粉體”,提高了成形效率,節(jié)省寶貴的粉末。同時(shí),無(wú)成形缸的限制,可以從形板上直接取出成形件,大大簡(jiǎn)化了設(shè)備的結(jié)構(gòu),取件十分方便,特別適合超大型3D金屬打印重型設(shè)備。
此外,永年公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成形控制軟件和數(shù)據(jù)處理分層軟件,特別適合具有保密資質(zhì)的軍工企業(yè)。其特點(diǎn)如下:
1、根據(jù)模型幾何形狀自動(dòng)排版,排除零件干涉。
2、可自動(dòng)生成模型支撐,支撐參數(shù)可由用戶自定義,支撐參數(shù)兼顧可靠性和后續(xù)易去除性。用戶還可根據(jù)自身需求任意添加或刪減支撐。
3、根據(jù)保護(hù)氣體的流向排列掃描次序,零件掃描順序可以與保護(hù)氣流的方向進(jìn)行匹配。
4、Z方向可分段設(shè)置層厚和激光工藝參數(shù),且同一成形任務(wù)中,可在成形方向分段設(shè)置不同層厚和工藝參數(shù),助于工藝開(kāi)發(fā)以及復(fù)合材料成形工藝的研究,提供了3D打印更廣闊的工藝成形空間,擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。
5、模型標(biāo)記編號(hào),層片數(shù)據(jù)的模型編號(hào)標(biāo)記,以實(shí)現(xiàn)成形時(shí)中止個(gè)別模型繼續(xù)打印。
6、隔層掃描,可選隔層掃描支撐數(shù)據(jù),提升效率。
7、掃描策略可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇和設(shè)置,可采用分區(qū)填充策略(條形,塊狀),鄰層填充線夾角變換。
8、掃描路徑動(dòng)畫(huà)模擬,方便查看具體路徑規(guī)劃效果。
補(bǔ)足短板、解決痛點(diǎn),讓用戶敢用國(guó)產(chǎn)設(shè)備、會(huì)用國(guó)產(chǎn)設(shè)備、用好國(guó)產(chǎn)設(shè)備。
永年,既是品牌,更是信任和責(zé)任
面對(duì)不斷變化的國(guó)內(nèi)外環(huán)境,在國(guó)家部署實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)的背景下,永年激光銳意持續(xù)創(chuàng)新,筑牢核心競(jìng)爭(zhēng)力,以創(chuàng)新之鑰,破解發(fā)展難題。公司實(shí)施“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展戰(zhàn)略”,分別與中國(guó)工程院吳澄院士、中國(guó)科學(xué)院葛昌純?cè)菏亢献鞴步ㄆ髽I(yè)院士工作站和3D金屬打印科研創(chuàng)新平臺(tái),曾先后與中科院電子學(xué)所、中科院寧波材料研究所、清華大學(xué)、石家莊鐵道大學(xué)、昆明理工大學(xué)等科研院所建立了10個(gè)協(xié)同創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。公司擁有國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)17項(xiàng)、實(shí)用新型專利授權(quán)10項(xiàng),獲得軟件著作權(quán)4項(xiàng),注冊(cè)商標(biāo)14項(xiàng),參與起草地方標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng),企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng),管理體系認(rèn)證5項(xiàng),CE產(chǎn)品認(rèn)證2項(xiàng)。2014年獲得第三屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽先進(jìn)制造行業(yè)第二名,2015年獲得江蘇省高新技術(shù)企業(yè)稱號(hào),2016年獲得江蘇省重大技術(shù)裝備首臺(tái)套和“專、精、特”產(chǎn)品認(rèn)證,2017年獲得江蘇機(jī)械科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng),2018年獲得江蘇省最具成長(zhǎng)性高科技企業(yè)100強(qiáng)和中國(guó)3D打印行業(yè)最具投資價(jià)值20強(qiáng),2020年獲得中國(guó)宿遷科技大賽一等獎(jiǎng)和江蘇省中小企業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)。
永年激光運(yùn)用市場(chǎng)化機(jī)制打通科技成果轉(zhuǎn)化最后一公里,完成從桌面型到小中大型、再到超大型的金屬成形系列化設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,跑出企業(yè)發(fā)展的加速度,實(shí)現(xiàn)銷售收入比2019年增長(zhǎng)50%,獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
俗話說(shuō):沒(méi)有金剛鉆,不攬瓷器活;栽下梧桐樹(shù),引得鳳凰來(lái)。中國(guó)一重、中航重機(jī)、航天科工等央企領(lǐng)導(dǎo)紛紛前來(lái)永年公司調(diào)研、考察和交流。已是耄耋之年的顏教授堅(jiān)定地對(duì)大家說(shuō),需要定制化設(shè)備找永年,需要產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)找永年。永年,既是品牌,更是信任和責(zé)任。
未來(lái),永年激光將著力打造基于5G網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)流程可察、風(fēng)險(xiǎn)可測(cè)、質(zhì)量可控的智能化增材制造新模式,在科技報(bào)國(guó)和構(gòu)建“雙循環(huán)”的新征程上再創(chuàng)輝煌。
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