圖片來(lái)源:3D科學(xué)谷
讓我們來(lái)看一下目前在世界上占有一席之地的這些金屬增材制造設(shè)備:
1、德國(guó)的EOS
EOS是金屬增材制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,通過(guò)使用高能量的激光束再由3D模型數(shù)據(jù)控制來(lái)局部熔化金屬基體同時(shí)燒結(jié)固化粉末金屬材料并自動(dòng)地層層堆疊以生成致密的幾何形狀的實(shí)體零件。這種零件制造工藝又叫作直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)Direct Metal Laser-Sintering(DMLS)。通過(guò)選用不同的燒結(jié)材料和調(diào)節(jié)工藝參數(shù),可以生成性能差異變化很大的零件,從具有多孔性的透氣鋼,到耐腐蝕的不銹鋼再到組織致密的模具鋼(強(qiáng)度優(yōu)于鑄造或鍛造)。這種離散法制造技術(shù)甚至實(shí)現(xiàn)直接制造出非常復(fù)雜的零件,避免了用銑削和放電加工,為設(shè)計(jì)提供了更寬的自由度。
2、德國(guó)的Concept Laser
德國(guó)Concept Laser公司在激光融化技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,該公司擁有LaserCUSING?技術(shù)專利。Concept Laser 主打的X系列1000R工業(yè)級(jí)3D打印平臺(tái),在構(gòu)建尺寸在在激光熔融金屬加工領(lǐng)域中是最大的。X系列3D打印平臺(tái)用于汽車和航空航天大尺寸部件的快速制造(相對(duì)而言)。
3、美國(guó)的Sciaky
Sciaky于2009年開(kāi)發(fā)了一種新型的電子束直接生產(chǎn)技術(shù)(Electron Beam Direct Manufacturing, EBDM ),可使用的金屬材料包括鈦、鉭、不銹鋼和因科鎳合金等。普通的電子束成型技術(shù)跟選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)類似,只是用高能電子束代替了激光來(lái)燒結(jié)鋪在工作臺(tái)的金屬粉末,從而使物體成型。而Sciaky公司的技術(shù)獨(dú)到之處則在于:它將打印材料直接送進(jìn)打印頭,用電子束在直接在機(jī)頭熔融并打印材料。所以Sciaky公司的EBDM技術(shù)可以說(shuō)是一滴一滴的打印金屬物品的,其物品制作的精度和質(zhì)量都非常高,更關(guān)鍵在于它基本不產(chǎn)生任何廢料,節(jié)省了大量的原材料——考慮到金屬的價(jià)格,這對(duì)降低成本有非常大的作用。
4、英國(guó)的雷尼紹(Renishaw)
雷尼紹的激光熔融快速成型技術(shù)是使用高能光纖激光直接根據(jù)3D CAD生產(chǎn)高密度金屬零件的創(chuàng)新型制造工藝。零件由各種微細(xì)金屬粉末在嚴(yán)格控制的空氣環(huán)境中經(jīng)過(guò)完全熔化后制成,熔化制造時(shí)金屬層厚度從20~100μm不等。
5、西安鉑力特
C919大型民用客機(jī)翼身組合體靜強(qiáng)度研究試驗(yàn)首項(xiàng)試驗(yàn)在中航工業(yè)強(qiáng)度所閻良新區(qū)121試驗(yàn)室所順利完成。首項(xiàng)試驗(yàn)為偏航機(jī)動(dòng)100%限制載荷試驗(yàn),試驗(yàn)加載平穩(wěn)協(xié)調(diào)、載荷準(zhǔn)確,約束點(diǎn)的載荷反饋結(jié)果與理論計(jì)算相符。翼身組合體靜強(qiáng)度測(cè)試的順利通過(guò),意味著鉑力特公司制造的大型合金激光成形件的各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足航空標(biāo)準(zhǔn),得到了專家和客戶的一致認(rèn)可。
6、美國(guó)的3D Systems
PhenixSystems設(shè)備的技術(shù)流程
3D Systems作為世界上市值最大的3D打印公司,使用的是用激光燒結(jié)金屬粉末層的技術(shù),可用的材料包括不銹鋼、鈦、鈷鉻合金及工具鋼等。在40余種的產(chǎn)品型號(hào)中,直接金屬制造的打印機(jī)產(chǎn)品仍屬少數(shù)。3DSystems在2013年7月份以1500萬(wàn)美元收購(gòu)了法國(guó)的PhenixSystems(EPA:ALPHX)81%的股份。這家公司2000年成立,所提供的3款3D打印設(shè)備的技術(shù)路線也是通過(guò)激光來(lái)燒結(jié)層層鋪疊的金屬粉末,金屬粉末利用自己公司的專利技術(shù)生產(chǎn),包括不銹鋼、非鐵合金和貴金屬等,同時(shí)也可以使用SINT-TECH公司提供的馬氏體鋼和鉻鈷合金粉末。除了機(jī)械零部件外,所制造的設(shè)備還可應(yīng)用于生產(chǎn)無(wú)鎳鈷鉻的假牙。
7、瑞典的Arcam
電子束快速成型技術(shù)示意圖
Arcam是一家瑞典企業(yè),于1997年成立,在NASDAQOMX斯德哥爾摩上市(STO:ARCM),該公司采用的是電子束快速成型技術(shù)而非激光快速成型。與激光相比,電子束的能量更大,因此融化金屬粉末的速度更快;對(duì)于表面反光的零件,電子束更有優(yōu)勢(shì);另外,電子束的能量轉(zhuǎn)換效率高,更節(jié)省能源。總體而言,制造出的零件質(zhì)量更高。但是,電子束的缺點(diǎn)在于需要在真空環(huán)境中使用,比起激光所需要的惰性氣體保護(hù),要求更為復(fù)雜;電子束槍的使用沒(méi)有激光器方便。主要針對(duì)的是航天工業(yè)和外科整形市場(chǎng),同時(shí)提供多種型號(hào)的鈦合金粉末和鈷鉻合金粉末。在外科整形市場(chǎng)上,ArcamAB公司自2007年以來(lái),在全球已提供了3萬(wàn)件以上的植入物。
8、美國(guó)的Exone
Exone(NASDAQ:XONE)成立于2005年,提供兩種增材制造系統(tǒng),分別用來(lái)打印砂模和金屬零件,技術(shù)分別起源于德國(guó)一家叫做Generis和MIT。砂型的尺寸最大能夠做到1800×1000×700mm,而金屬的尺寸能夠做到780×400×400mm。其所采用的是最早被稱作“3D打印”的技術(shù),即用噴頭在砂型或者金屬粉末中打印粘接劑,掃描成型。對(duì)于金屬材料,將打印出的模型去掉多余部分,然后在爐中加熱去除粘接劑,同時(shí)融化金屬粉末使之粘結(jié),必要時(shí)進(jìn)行二次加熱去除材料中的空隙。除了沙子和金屬外,還可以制作玻璃制品。
9、美國(guó)stratasys并購(gòu)SigmaLabs
作為3D打印公司的龍頭Stratasys,目前并未有能夠制造金屬的產(chǎn)品,但是他們表示將通過(guò)并購(gòu)等方式進(jìn)入到此領(lǐng)域。而SigmaLabs是一家由LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家成立的公司,在OTC市場(chǎng)上交易,提供3D打印技術(shù)的軟件平臺(tái),目前正在與GE合作開(kāi)發(fā)金屬零部件的打印技術(shù)。
10、江蘇永年
江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司成立于2012年,坐落于江蘇省昆山市高新區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園;是由清華大學(xué)顏永年教授團(tuán)隊(duì)發(fā)起成立。主要從事3D打印技術(shù)、激光成形技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售和技術(shù)服務(wù),是一家集金屬3D打印設(shè)備與工藝研發(fā)、制造及應(yīng)用的高新技術(shù)企業(yè)。主營(yíng)產(chǎn)品為3大類:激光選區(qū)熔化SLM設(shè)備、激光熔覆沉積成形LCD系統(tǒng)集成和金屬3D打印應(yīng)用及服務(wù)。
11、湖南華曙高科
湖南華曙高科技有限責(zé)任公司(Hunan Farsoon High-Technology Co.,Ltd)位于長(zhǎng)沙國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)麓谷,創(chuàng)建于2009年,是工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)的領(lǐng)航企業(yè)。公司專業(yè)從事選擇性激光燒結(jié)(SLS)設(shè)備制造、材料研發(fā)生產(chǎn)和加工服務(wù),服務(wù)于汽車、軍工、航空航天、機(jī)械制造、醫(yī)療器械、房地產(chǎn)、動(dòng)漫、玩具等行業(yè)。
12、武漢濱湖機(jī)電
武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司是由武漢市科委、華中科技大學(xué)(原華中理工大學(xué))和深圳創(chuàng)新投資集團(tuán)共同組建的高科技有限責(zé)任公司,公司地處武漢中國(guó)光谷,從事機(jī)電一體化設(shè)備的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是集科工貿(mào)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。
13、武漢天昱
武漢天昱智能制造是一家立足金屬3D打印、金屬部件修復(fù)與再制造、工業(yè)智能系統(tǒng)等領(lǐng)域,集定制生產(chǎn)、設(shè)備研發(fā)、技術(shù)服務(wù)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。天昱智造由中鋼集團(tuán)中鋼設(shè)備有限公司注資控股,運(yùn)用國(guó)際首創(chuàng)的金屬微鑄鍛3D高效打印核心技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、智聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合,致力于打造高端智能裝備制造與技術(shù)服務(wù)的一流企業(yè)。
值得重視的是傳統(tǒng)的CNC機(jī)加工設(shè)備廠商也先后進(jìn)入到增材制造領(lǐng)域,包括如下:
1、德國(guó)的DMG
德馬吉森精機(jī)LASERTEC 65 3D在5軸數(shù)控加工中心上開(kāi)發(fā)組合激光沉積焊接的AM(增材制造)功能。適合加工的金屬粉體材料包括不銹鋼、難切削材料因康鎳合金(鎳基合金的一種)等。設(shè)備適用于飛機(jī)零部件和醫(yī)療設(shè)備零部件相關(guān)的復(fù)雜工件(加工對(duì)象物)制造與修理。激光沉積焊接采用2千瓦二極管激光,數(shù)控銑削加工和激光加工可完全自動(dòng)切換,相當(dāng)于傳統(tǒng)數(shù)控加工和3D打印增材制造的結(jié)合,用增材制造的方法在一臺(tái)機(jī)床上把形狀“堆積”起來(lái),再用數(shù)控加工的方法進(jìn)行輕切,把多余的不符合精度要求的物料切除。
2、日本沙迪克公司(Sodick)
沙迪克于2014年7月16日宣布開(kāi)發(fā)出了使用金屬材料加工的3D打印機(jī)“OPM250L”,將于2014年10月開(kāi)始銷售。這款打印機(jī)采用金屬光成型復(fù)合加工方法,將利用激光熔融凝固金屬粉末的沉積成型與基于切削加工的精加工組合在一起。沙迪克已就這種加工技術(shù)與松下簽署了授權(quán)協(xié)議,同時(shí)還在自主開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù),已申請(qǐng)了5項(xiàng)專利。
3、日本的馬扎克(Mazak)
Integrex i-400am采用的是激光燒結(jié)增材制造方法,光纖激光熱源熔化金屬粉末,熔覆頭(即噴嘴)通過(guò)讀取CAD定義的模型來(lái)熔融材料,該系統(tǒng)還可以加入不同類型的金屬對(duì)象,可以修復(fù)現(xiàn)有的磨損或損壞的部件尤其象修復(fù)航空渦輪葉片,可以極大的節(jié)約成本。在數(shù)控機(jī)械加工方面,INTEGREX I-400AM提供了完整的5軸功能可以輕松地處理固態(tài)坯料或鑄件、圓形零件,高異形零件和棱柱零件,以及那些經(jīng)過(guò)增材制造處理之后的零件。
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