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激光快速制造:一種新的“戰略技術”

文章出處:xoadmin 人氣:發表時間:2018-05-26 12:24

激光快速制造:一種新的“戰略技術”:

 


近年來,一種名為“快速制造”的高新技術發展迅猛,它不僅開拓了工業設計的創意空間。

而且極大加快了工業設計進程,將關鍵復雜零部件制造“簡單化”,在國民經濟的其他領域里顯示出廣闊應用價值。

目前,我國在這一領域處于研發領先、應用滯后的局面,其價值尚未引起足夠重視。
 

一項革命性發明:


快速制造(R apidM anufacturing)又稱快速成形制造(R apidPrototyping& M anufacturing)或增材制造(A ddi-tiV eM anufacturing)。

是近30年來全球機械制造領域興起的一項革命性發明,被譽為“立體打印機”。
 
目前,應用最為廣泛的是粉末材料激光快速制造技術,其原理是先將計算機設計出的復雜零部件三維模型分解成若干層平面數據。

然后用激光把金屬、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平面數據燒結。

形成一個平面形狀,再通過層層累積疊加,像植物生長般一次性整體成形。
 
由于該技術將多維制造變為簡單的由下至上的二維疊加,大大降低了設計與制造的復雜度。

甚至可以制造傳統方式無法加工的奇異結構,如封閉內部空腔、多層嵌套等。

三維激光切割機.jpg

快速制造思想產生于上世紀80年代。

1992年,美國D T M公司(現已并入美國3D System s公司)研制成功世界第一臺采用粉末材料的激光快速制造裝備。

美國、德國、日本等國的制造企業將之用于蠟、砂型的快速制造,大大提升了傳統鑄造工藝的技術水平。
 
目前,全歐400多家精密鑄造廠家中,超過90%使用了快速制造技術。

另外,該工藝可直接制造高性能金屬零部件,還可制造出薄壁、微孔等特殊結構零部件。

在航空航天、汽車等重要領域具有廣泛的應用前景。
 
據了解,全球快速制造技術產品和服務銷售額以每年15%速度增長。

歐美國家僅在航空領域應用量已超過8%,在尖端武器裝備以及汽車等領域應用率達1/3。
 

一項新型戰略技術

 
華中科技大學是國內從事快速制造技術研究與開發的主要單位之一。

華中科技大學材料學院副院長、快速制造中心主任史玉升表示,快速制造技術與傳統工藝相比具有獨特的優越性和特點。
 
一是突破了傳統去除加工方法的限制,無需零件毛坯和大型鍛造、鑄造設備及模具。

可實現材料制備與成形的一體化,顯著縮短零件制造周期、降低制造成本、提高材料利用率。
 
二是在同一套生產系統上可進行不同材料零件的制造,具有廣泛的材料及設計適應性。
 
三是整個生產過程數字化,可以方便地通過材料及工藝的調節與控制。

實現多種材料在同一零件上的集成制造,滿足零件不同部位的不同性能需要。
 
四是由于采用非接觸加工的方式,沒有工具更換和磨損之類的問題。

無切割噪音、振動以及廢水、廢料等排放,符合現代綠色制造理念。
 
史玉升認為,快速制造技術是一種新型的數字化添加材料成形技術,對于產品的幾何形狀并沒有約束。

可以說“只要你想得到,我就可以做出來”。

銷售各種激光打標機、雕刻機及配件、 提供激光加工服務..jpg

因此,設計零部件時可以采用最優的結構設計,而無需顧慮加工問題。

而這正是快速制造技術最大優勢所在———拓展設計人員的想象空間。

尤其是在航空航天、武器裝備、汽車等動力裝備結構復雜的高端領域。
 
近幾年來,從快速成形向快速制造迅速轉變成為全球先進制造中一個新動向,這已發展成為一種“戰略技術”。
 
歐美已將快速制造技術視為提升航空航天、汽車及武器裝備等核心領域水平的關鍵支撐技術之一。

例如,美國能源部大額資助Sandia及L osA lom os國家實驗室,開展高性能金屬零部件快速制造技術。

在美國空軍、陸軍及國防部聯合資助下,該技術在波音、軍火巨頭洛克西德·

馬丁公司、國防供應商諾斯洛普格魯曼等飛機制造企業獲得實際應用。

在我國已啟動的各類重大科技專項、“973”計劃、“863”計劃、科技支撐計劃中。

尚未將快速制造技術列為重點發展領域。

部分業內人士認為,有必要以政府行為支持和推進該技術在我國制造領域的廣泛應用。

使之成為我國向自主制造國家轉變的一把鑰匙。

此文關鍵字:激光快速制造:一種新的“戰略技術”
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