
深圳升華三維科技有限公司

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3D打印技術(shù)發(fā)展至今,工藝種類已多達數(shù)十種,從快速交付備件到定制化生產(chǎn),3D打印技術(shù)可以幫助簡化設備維護,加速研發(fā)過程以及通過功能為導向的設計來提升產(chǎn)品性能,這項技術(shù)毫無疑問正在引發(fā)制造轉(zhuǎn)型。但是無論是哪種工藝類別,都不能解決所有問題,都應當根據(jù)具體的應用選擇合適的工藝類型,并考慮與其他制造技術(shù)配合,且應在確有必要時使用。
材料擠出3D打印,已經(jīng)從最初的打印普通塑料,發(fā)展到可以打印高性能聚合物以及連續(xù)纖維復合材料,甚至是金屬與陶瓷。尤其對于后者,基于擠出的制造方法相比激光熔融技術(shù),投資成本更低、更為靈活便捷,特別適合于辦公室環(huán)境以及工業(yè)環(huán)境下的前期開發(fā)。
升華三維無疑是國內(nèi)金屬/陶瓷材料擠出3D打印工藝的重要開創(chuàng)者,其開發(fā)的PEP(Powder Extrusion Printing)技術(shù),利用“3D打印+粉末冶金”相結(jié)合的間接工藝,實現(xiàn)了金屬/陶瓷零部件低溫段成形,高溫段成性的技術(shù)突破。其產(chǎn)品已在航空航天、核工業(yè)、光伏半導體、電子信息、新能源等重點行業(yè)獲得使用。
這種間接3D打印技術(shù)實際上發(fā)端于已經(jīng)非常成熟的金屬注射成型(MIM)行業(yè),前者需要后者的脫脂與燒結(jié)專業(yè)技術(shù)。MIM技術(shù)在20世紀80年代后期開始在汽車制造、消費電子、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛應用。但該技術(shù)在實際應用中也存在著局限性,因為每一個金屬零件都需要設計一個相對應的模具,這需要較長的交貨期和高昂的啟動資金。而3D打印技術(shù)完全擺脫了模具的束縛,通過逐層打印,可以在短短數(shù)小時內(nèi)得到客戶想要的模型生坯,后續(xù)通過傳統(tǒng)MIM的脫脂和燒結(jié)工藝,得到最終的致密高性能金屬部件。
其主要優(yōu)勢包括:
可以為粉末冶金行業(yè)數(shù)字化賦能,解鎖應用并釋放粉末冶金的潛能
3D打印低溫成形,PIM工藝高溫成性,實現(xiàn)高性能結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造,打印產(chǎn)品性能可達到粉末注射成形水平
可利用粉末注射成形成熟穩(wěn)定的技術(shù)體系,材料體系廣泛、產(chǎn)品性能一致性好
打印設備、打印材料及打印成本更低,更有利于3D打印應用的推廣及普及
綠色環(huán)保,打印材料可循環(huán)利用,有效利用率高
可實現(xiàn)金屬、陶瓷和金屬/陶瓷復合材料等應用開發(fā),金屬/陶瓷復雜產(chǎn)品定制化生產(chǎn)方案
基于PEP技術(shù),升華三維目前推出了兩款核心3D打印設備——工業(yè)型獨立雙噴嘴3D打印機UPS-250及大尺寸獨立雙噴嘴3D打印機UPS-556,均采用獨立雙噴嘴設計,可以同時打印或者各自輪流打印金屬和陶瓷材料,實現(xiàn)不同種類材料的復合產(chǎn)品開發(fā)及復雜結(jié)構(gòu)的成形,具有操作簡單、工業(yè)型、高精度、高質(zhì)量、高性價比等優(yōu)點。配套3D打印專用脫脂爐和燒結(jié)爐,構(gòu)成一套完整高效的間接3D打印裝備體系和解決方案。
▲升華三維PEP工藝鏈核心設備示意圖
在適配材料方面,具有類同于粉末注射成形(PIM)工藝所用的潛在材料均可適配。已開發(fā)出不銹鋼、鎢合金、純銅、高溫合金、硬質(zhì)合金等金屬材料,及氧化鋯、氧化鋁、碳化硅、氮化硅、羥基磷灰石等陶瓷材料,PEP技術(shù)有成熟穩(wěn)定的粉末冶金技術(shù)加持,制備的金屬/陶瓷零部件具有良好的機械和物理性能,可達到粉末注射零件水平,滿足高性能金屬基和陶瓷復合材料的制備需求。
能夠為工業(yè)制造帶來降本增效的效果:
該方案相比粉末冶金工藝,無需使用模具,大大節(jié)省開模時間與成本;
PEP技術(shù)與直接的激光3D打印技術(shù)相比,打印設備、材料及投入成本大幅降低;
打印材料可循環(huán)利用,有效利用率高,廢品損失少;
其結(jié)合燒結(jié)制備工藝在復雜結(jié)構(gòu)件近凈尺寸成型方面擁有巨大的成本優(yōu)勢。
可見,在成本優(yōu)勢即競爭優(yōu)勢的當下,間接3D打印工藝的效率優(yōu)勢在疊加成本優(yōu)勢后,其發(fā)展空間自然而然地被打開。
升華三維表示,其具備多元化的3D打印系統(tǒng)及裝備研發(fā)制造體系,全面自主研發(fā)的設備、軟件和材料可穩(wěn)定用于生產(chǎn)型企業(yè)、高職高校、科研院所等多領(lǐng)域。未來,PEP工藝也將與其他3D打印工藝實現(xiàn)優(yōu)勢互補。升華三維一方面不斷升級設備端與材料端技術(shù),逐漸幫助工業(yè)用戶打開設計制造的限制,使增材制造邁向產(chǎn)業(yè)化;另一方面把握好關(guān)鍵的3D打印設備工藝,通過實現(xiàn)汽車、醫(yī)療植入、航空航天、電子信息等應用端的更多突破,助力智能制造、綠色制造。
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