Технология 3D-печатиПринадлежащая к нетрадиционным технологиям обработки, также известная как аддитивное производство, быстрое прототипирование, является подъемом глобальной передовой производственной сферы за последние 30 лет, совокупностью оптики/машин/электричества, компьютера, числового управления и новых материалов в одной из передовых производственных технологий. При традиционном производстве в материале на вычитание различных, 3D печать преследует код сложения, то есть через порошок, жидкий лист и другие дискретные материалы слой за слоем накопления, "естественный рост" в трехмерную сущность, а затем трехмерная сущность в ряд двухмерных плоскостей, значительно снижая сложность производства. Пока дизайн структурной модели на компьютере, вы можете быстро превратить дизайн в физический объект, без необходимости инструментов, пресс-форм и сложных процессов обработки. Технология 3D-печати особенно подходит для аэрокосмической промышленности, оружия, биомедицины, пресс-форм и других областей в партии небольших, структурной асимметрии, изогнутые поверхности и содержание структуры деталей (например, аэрокосмические двигатели полые лопатки, протезы человеческой кости, с формой охлаждения водовода) быстрого производства, очень соответствует современным и будущим промышленного производства, и очень подходит для будущего отрасли. Производство, очень соответствует современным и будущим тенденциям промышленного производства.

　　В этом году на волне дискуссий о третьей промышленной революции произошел крещендо. Американский ученый Джереми? Ривкин заявил, что сочетание Интернета и новой энергии приведет к новому витку промышленной революции - это будет третья "революция" после паровой машины XIX века и электрификации XX века. Журнал The Economist также отметил, что рыночный потенциал технологии 3D-печати огромен, и она станет одним из многих прорывов, которые возглавят будущую тенденцию развития производства. Эти прорывы позволят заводам полностью распрощаться с традиционными инструментами, такими как токарные и сверлильные станки, штамповочные прессы, машины для изготовления форм и т. д., и перейти под управление более гибкого компьютерного программного обеспечения, что является признаком наступления третьей промышленной революции. По некоторым статистическим данным, в 2010 году общая стоимость продукции отрасли аддитивного производства 3D-печати достигла 1,325 миллиарда долларов США, что на 24,1% больше, чем в предыдущем году, в 2011 году глобальный доход составил 1,7 миллиарда долларов США, что на 2,94% больше, чем в предыдущем году, ожидается, что в 2012 году он составит 2,1 миллиарда долларов США, в 2015 году достигнет 3,7 миллиарда долларов США, а в 2019 году достигнет 6,5 миллиарда долларов США.

　　Основная производственная идея технологии 3D-печати впервые зародилась в США в конце XIX века, но только в конце 1980-х годов технология 3D-печати достигла зрелости и получила широкое распространение. В настоящее время индустрия 3D-печати в США, Японии, Германии и других странах более развита. В Китае научно-исследовательских институтов, занимающихся технологией 3D-печати, немного, а предприятий, применяющих технологию 3D-печати и занимающихся ее индустриализацией, - единицы. Компания Beijing Longyuan Automatic Forming System Co., Ltd. стала реализацией национального плана высокотехнологичных исследований и разработок в 1990-х годах и самым первым отечественным предприятием 3D-печати. Основанная в 1994 году, компания Beijing Longyuan Automatic Forming System Co. Ltd. была основана в 1994 году с уставным капиталом в 17 млн. юаней. Компания успешно разработала первое в Китае оборудование для быстрого прототипирования SLS - AFS-360, а затем посвятила себя разработке машины для быстрого прототипирования Selective Laser Powder Sintering (SLS, селективное лазерное спекание), и в то же время стремилась к применению быстрого прототипирования и оказанию услуг по обработке. В настоящее время ее партнеры разбросаны по всей стране, включая многие отечественные научно-исследовательские институты и ведущие предприятия в области автомобилестроения.

　　Пекин ЛонгюаньФэн Тао, главный инженер, окончил Университет Цинхуа, работал в Институте полимерных материалов Университета Цинхуа, имеет богатый теоретический и практический опыт в области полимерных материалов и лазерной оптики, был первым, кто начал заниматься в КитаеЛазерное быстрое прототипированиеОдин из экспертов в области технологических исследований. Он обладает глубокими знаниями в области применения технологий 3D-печати и материалов. Еще в 1995 году он предложил применить SLS дляБыстрое прецизионное производство. Самым выдающимся преимуществом SLS перед другими технологиями 3D-принтеров является широкий спектр используемых формовочных материалов. Теоретически любой порошковый материал, способный образовывать межатомные связи при нагревании, может быть использован в качестве формовочного материала для SLS. В настоящее время материалы, которые могут успешно обрабатываться с помощью SLS, включают парафин, полимеры, металлы, керамические порошки и их композитные порошки. SLS подходит для широкого спектра применений благодаря разнообразию формовочных материалов, экономии материалов и широкому распределению свойств формованных деталей, а также тому факту, что SLS не требует разработки и производства сложных вспомогательных систем. Под его руководством Beijing Longyuan последовательно успешно разработала такие сложные технологические методы производства, как литье в расплавленные формы, прессование восковых форм и литье оболочек, а также методы применения полистирольного порошка и синтетических материалов в 3D-печати.

　　Фэн Тао подробно рассказал о материалах для SLS-формовки.

　　Полистирол - один из самых ранних промышленных пластиков, относится к аморфным полимерам, имеет низкую удельную теплоту, быстро течет при нагревании и затвердевает при охлаждении, умеренную вязкость расплава, хорошую текучесть и термостабильность, что хорошо подходит дляSLS спекание. Полистирол не имеет очевидной точки плавления, диапазон температуры плавления широк, около 95 ℃ начал размягчаться, между 120 ℃ до 180 ℃, чтобы стать жидким, 300 ℃ или более начал разлагаться, выделяя газы, до 380 ℃ или более будет жестоко разлагаться. Полистирол может быть расплавлен и соединен при нагревании, и может быть отвержден и сформован после охлаждения, и материал имеет небольшой коэффициент поглощения влаги, и прочность формованных деталей может быть дополнительно улучшена после погружения смолы, и основные показатели могут достигать прочности на растяжение ≥15MPa, прочность на изгиб ≥33MPa, ударная прочность ≥3MPa, которые могут быть использованы в качестве прототипа частей или функциональных частей, и он может быть использован в качестве материнской формы для исчезающего литья формы.

　　Керамика, как важный конструкционный материал, имеет преимущества высокой прочности, высокой твердости, высокой термостойкости, коррозионной стойкости и т.д., будь то в традиционной промышленной области или новых высокотехнологичных областях имеют широкий спектр применения. Однако, присущие керамике преимущества, такие как высокая прочность и высокая твердость, но в то же время керамические детали формования, обработки приносит много трудностей, и, таким образом, керамический порошок трудно быть непосредственно спекается по технологии SLS. Чтобы решить эту проблему, обычно используется метод добавления органического связующего, неорганического связующего и металлического связующего. Компания Beijing Longyuan предложила метод приготовления мезоскопических керамических роторов α-SiAlON методом SLS, используя в качестве сырья порошок Si3N4 (нитрид кремния, основной компонент нового типа керамики). То есть поверхность порошка Si3N4 дважды модифицируется неорганическим и органическим покрытием, после чего изготавливается заготовка. Заготовки, полученные путем нанесения связующего на порошок, прочнее тех, что получены путем смешивания связующего с керамикой, а точность формовки и механические свойства конечных деталей лучше.

　　Металлический порошок может достичь использования высокой температуры плавления металла прямого спекания при формовании деталей, для технологии 3D-печати в более широком применении высокопрочных деталей, которые трудно изготовить с помощью традиционных методов резки и обработки, имеет особое значение. Фэн Тао считает, что направлением исследований технологии SLS-формовки в области металлических материалов должна стать единая система спекания и формовки металлических деталей, спекание и формовка деталей из многолегированных материалов, передовых металлических материалов, таких как металлические наноматериалы, аморфные металлические сплавы, например, лазерное спекание и формовка, особенно подходящая для формовки микрокомпонентов из цементированных карбидных материалов. Кроме того, детали с функциональным уклоном и структурным уклоном спекаются и формуются в соответствии с конкретными функциональными и экономическими требованиями к деталям.

　　Покрытый песок с использованием термореактивных смол, таких как фенольная смола, чтобы соединить цирконовый песок, кварцевый песок, произведенный методом, использование метода лазерного спекания для производства прототипов может быть непосредственно использован в качестве литейного песка (сердечника) для производства металлических деталей, из которых цирконовый песок имеет лучшие характеристики литья, особенно подходит для цветных сплавов со сложной формой, таких как магний, алюминий, и другие сплавы литья. Песок и полимерные материалы с низкой температурой плавления имеют два метода смешивания, один из них - механическое смешивание, другой - нагрев и плавление полимерного материала, насыпание песка, равномерное перемешивание, так что поверхность песка покрывается слоем полимерного материала. Благодаря хорошей спекаемости песка с покрытием, он широко используется в автомобилестроении, авиационной промышленности и других областях.

　　Кроме того, Beijing Longyuan может успешно осуществлять SLS формования обработки материалов, таких как парафин, пластмассы и другие новые материалы композитных порошковых материалов и т.д. SLS формования материалов разновидности, экономия материала, формованные детали широкого спектра распределения производительности, плюс SLS без необходимости разработки и производства сложных систем поддержки, подходит для различных целей.

　　Технология 3D-печати сегодня широко используется в аэрокосмической промышленности, производстве оружия, автомобилей и мотоспорта, электронике, биомедицине, стоматологии, ювелирном деле, игровом бизнесе, производстве потребительских и повседневных товаров, продуктов питания, строительстве, образовании и многих других областях. Можно предположить, что технология будет все больше склоняться в сторону производства товаров повседневного спроса, изготовления функциональных деталей и интегрированных тканей и структур. После 19 лет исследований и инноваций Beijing Longyuan стала лидером в применении технологии 3D-печати в Китае и внесла выдающийся вклад во взлет китайской аэрокосмической, автомобильной и других отраслей промышленности.

　　Аэрокосмическая продукция характеризуется сложными формами, небольшими партиями, большими различиями в спецификациях деталей и высокими требованиями к надежности, а стереотипирование изделий - сложный и точный процесс, который часто требует многократного проектирования, испытаний и доработок, что требует больших затрат и времени, а также затрудняет производство традиционными методами. Поэтому технология 3D-печати имеет уникальные перспективы применения в исследованиях и разработке современных аэрокосмических изделий благодаря гибким и разнообразным технологическим методам и техническим преимуществам. Опираясь на собственные технические преимущества, Beijing Longyuan поставляет вертолетные двигатели, вертолетные магазины, насосы с червячной передачей, титановые рамы, выхлопные каналы (максимальная высота до 2800 мм), детали подвески самолета, оболочки маховиков и другие авиационные детали для аэрокосмической промышленности Китая и других отраслей и производителей самолетов: в 1996 году первая коммерческая машина быстрого прототипирования SLS была продана Пекинскому институту исследования авиационных материалов и успешно использовалась для разработки новых продуктов для военной авиации. В 1996 году первая коммерческая машина быстрого прототипирования SLS была продана Пекинскому институту исследования авиационных материалов и успешно использовалась для разработки новых продуктов для военной авиации; в 1999 году второе поколение коммерческого оборудования, AFS-320, было успешно представлено на рынке. Применение быстрого прототипирования постепенно расширяется, и мы приняли участие и выполнили задачи по разработке и исследованию нескольких ключевых национальных аэрокосмических проектов, таких как: двигатели на жидком кислороде-керосине и жидком кислороде-жидком водороде для высокомощных ракет и рамы гироскопов для спутников.

　　Военная промышленность: технология 3D-печати и традиционные технологии производства, по сравнению с простыми, удобными в эксплуатации и другими характеристиками, особенно при обработке некоторых новых материалов, дают особенно значительные результаты. Например, алюминиевый сплав был наиболее широко используемым материалом для металлических конструкций в военной промышленности. Алюминиевый сплав обладает такими характеристиками, как низкая плотность, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, устойчивость к высоким температурам и т.д. Как конструкционный материал, благодаря своим отличным технологическим характеристикам, он может быть изготовлен в виде различных профилей поперечного сечения, труб, высокопрочных листов и т.д., чтобы полностью раскрыть потенциал материала и улучшить жесткость компонентов. Поэтому алюминиевый сплав является предпочтительным конструкционным материалом для облегчения оружия. Используя технологию 3D-печати, компания Beijing Longyuan приняла участие и выполнила задачи по разработке и исследованию ряда ключевых национальных проектов в военной промышленности, таких как турбокомпрессор нового танка JS-II, корпус зеркала наблюдения инфракрасного прибора наведения и т.д., тем самым способствуя дальнейшему развитию военной промышленности Китая.

　　Автомобилестроение: С развитием автомобильной промышленности Китая производство автомобилей стремительно растет, а некоторые ключевые компоненты становятся все более сложными, масштабными и легкими, что требует реализации деталей и компонентов общего и комплексного производства. Однако традиционный процесс изготовления форм методом токарной обработки песка делает формы все более сложными, а количество живых блоков резко возрастает, что в определенной степени ограничивает развитие автомобильной промышленности Китая. В Китае техническая группа компании Beijing Longyuan, которая является лидером в области технологий 3D-печати, начала исследование технологии 3D-печати в области производства автомобильных двигателей. SLS - это процесс, использующий инфракрасные лазерные лучи для расплавления термопластичных материалов с целью формирования трехмерных деталей, и одной из его важнейших особенностей является то, что процесс формовки не зависит от степени сложности, что делает его особенно подходящим для чрезвычайно сложной внутренней структуры блока цилиндров двигателя, головки цилиндров, впускных и выпускных труб и других компонентов. компоненты. Кроме того, технология SLS имеет широкий спектр формовочных материалов, в частности, она может быть сформована путем заливки смоляной смеси и исчезающих формовочных материалов, поэтому ее можно комбинировать с технологией литья для быстрого литья деталей двигателя. Сочетание технологии SLS и технологии литья привело к появлению технологии быстрого литья, которая может эффективно применяться для быстрого изготовления прототипов на этапе проектирования и разработки двигателя. Ее пригодность для изготовления пробных однокомпонентных и мелкосерийных изделий и производственные характеристики, позволяют быстро реагировать на рынок и предоставлять небольшие партии продукции для тестирования и экспериментов, помогают обеспечить скорость разработки продукции. Контролируемость процесса формовки позволяет вносить мгновенные изменения по низкой цене на этапе разработки дизайна для проверки конструкции или создания сборочных моделей. Это помогает повысить качество разработки продукта, разнообразие сырья для быстрого прототипирования обеспечивает различные комбинации процессов на этапе разработки продукта, благодаря локализации сырья SLS и процесса формовки можно органично сочетать с традиционным процессом, что помогает снизить стоимость разработки, а быстрота комбинации процессов способствует повышению частоты замены продукта, что способствует скорейшему выходу продукции на рынок.

　　Компания Beijing Longyuan использует технологию 3D-печати для производства блоков двигателей, головок цилиндров, корпусов коробок передач и т.д. для автопроизводителей, не только с высокой скоростью производства, но и с высокой точностью, что делает производство сложных автомобильных деталей цифровым, точным, гибким и экологичным. В настоящее время двигатели многих отечественных высокоскоростных железных дорог, движущихся поездов и метро можно увидеть вПродукция компании Lonrwon.

　　Биомедицина: технология 3D-печати в настоящее время также применяется в биомедицинской области, включая кости, зубы, искусственную печень, искусственные кровеносные сосуды и производство лекарств. Beijing Longyuan сотрудничает со стоматологической больницей Пекинского университета, где данные компьютерной томографии пациентов обрабатываются программным обеспечением Magics с рабочей станции КТ на ПК, записываются и сохраняются в стандартном формате (формат Dicom), а затем предоставляются в Longyuan, которая разрабатывает и исследует AFS-320 Rapid Prototyping Machine соответственно. Оборудование используетВыбранная область Лазерное порошковое спеканиеМетод, сырьем для которого служит полистирольный порошок, из которого изготавливается твердая модель, может быть использован в устной медицине для лечения таких симптомов, как гиперплазия костных волокон скуломаксиллярной аномалии, и достиг хорошего терапевтического эффекта. Между тем, при лечении устаревшего компрессионного перелома скуловой дуги результаты клинического применения показали хороший терапевтический эффект. В настоящее время компания Longyuan развивает новое направление в области медицины, а именно профессиональное быстрое прототипирование и быстрое изготовление решений в области стоматологии: CAD-проектирование зубных протезов, включая 3D-проектирование основания зуба, коронки, моста, коронки с капюшоном, винира и накладки, может быть достигнуто с помощью специального программного обеспечения CAD. С помощью CAD-проектирования можно автоматизировать быстрое прототипирование и быстрое изготовление зубных протезов с высокими результатами, меньшим количеством расходных материалов и меньшими затратами.

　　В настоящее время Китай вступил в критический период построения умеренно процветающего общества на всесторонней основе и период углубления реформ и открытости, ускоряя трансформацию режима экономического развития. Развитие технологии 3D-печати имеет ряд стратегических преимуществ, таких как широкие рыночные перспективы, низкое потребление ресурсов, большой движущий фактор, множество возможностей трудоустройства, хорошие комплексные преимущества и т.д., что может культивировать ряд стратегических развивающихся промышленных кластеров на этой основе, и полезно для содействия модернизации ряда ключевых промышленных кластеров. Промышленные кластеры. Мы считаем, что Beijing Longyuan, как самая первая компания, развивающая индустрию 3D-печати в Китае, будет продолжать лидировать и двигаться вперед в будущем развитии китайской индустрии 3D-печати благодаря передовым технологиям, стандартизированному управлению, безупречному сервису и постоянным инновациям.