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CIMT2021增材制造(3D打?。C床展品評述
2021-08-06 12:02:25

2020年全球增材制造(3D打?。C床行業仍保持了正增長勢頭,金屬3D打印領域在2020年產生了16億美元的收入,預計到2030年將增長到317.8億美元,10年總體復合增長率為35%。目前我國的工業級增材制造機床,無論是機床的擁有量,還是與之相關的產值,都超過了全球總量的三分之一。中國增材制造產業連續多年增速保持在20%以上。

展望2021年的增材制造市場,工業級增材制造機床的價位細分市場中,金屬粘結劑噴射3D打印機以及設計級和專業級價位中的復合3D打印機,均是最值得關注的。從長遠來看,專注于批量生產的金屬和塑料3D打印機將引領3D打印行業的發展。預計2021年工業3D打印系統的出貨收入將穩定增長15%。

1. 金屬增材制造機床及增減材復合機床

本屆展會延續了上屆以金屬3D打印機床為主的特點,并出現了更多增減材復合技術及機床產品。本次展出的3D打印機床,雖不一定是最新款,但在技術上均有所提升,設備性能和功能更加完善。

瑞士GF加工方案與全球最大的3D打印公司——美國3D Systems公司繼續聯手,進一步完善了增材制造全面解決方案,提出了端到端的金屬增材制造工作流程。方案中包括增材加工機床、電火花加工機床和激光表面紋理加工機床,以及銑削加工中心和主軸,還有工裝夾具、自動化及軟件系統,由此有效提升了增材制造能力和競爭力。本屆展出的金屬3D打印機DMP Flex 350(見圖1),依托3D Systems公司的直接金屬打?。?/span>DMP)專利技術,最大成形尺寸為275mm×275mm×420mm,配備500W(或450W)光纖激光器;成形室抽真空至10-1 Pa,使用先進的保護氣體氣流技術,可制造高致密度與高純凈度的零件;激光窗口處有特殊設計的進氣口,可長時間保持窗口清潔,較長時保持成形室氧的體積分數<0.025‰;激光窗口兩側有可見光和紅外攝像頭,對預埋零件定位測量,實現修復或連續打??;采用功能完善的3DXpert軟件、LaserForm材料、真空環境及智能粉料管理系統,可實現如Inconel合金、鈦合金、鈷鉻合金、鋁、鋼等金屬材料的增材制造。該公司的CUT AM 500電火花線切割機床,是獨特的分離增材制造工件專用機床。將該機床與DMP機床聯結起來,可保持工件完整,適用于自動化生產,降低運行成本;采用快速切分工藝,能夠可靠切分有特殊支撐結構和含有殘余粉末的工件;采用傾斜工作臺及雙絲軸,分離速度快,精度高;采用水平切割細徑鉬絲,工件在切分加工時保持基準精度及質量,確保工件的工藝完整性。

日本沙迪克公司展出的金屬3D打印機LPM325,采用激光選區熔化(SLM)技術實現3D打印,在不改變設置的情況下,進行基準面的加工;通過縮小造型室的體積、優化煙霧回收方法,提高了造型速度;標配了粉末吸收裝置,改善了成形室內的粉末處理流程;配置了專用的數控系統和CAM軟件,可在不改變設置的情況下加工所打印零件的基準面。同時,可與開發的新型NC裝置(RM4RP)聯結,具有統一的操作環境,可輕松完成增減材加工的轉換。

DMG MORI公司展出的LASERTEC 30 SLM 3D打印機床,可進行多功能的復雜工件、隨形內冷道工件、拓撲結構優化的部件等的3D打印。采用封閉式粉料循環系統及新型rePLUG可拆式粉料模塊,利于提高成形質量,避免換粉污染;采用統一的解決方案CELOSCAD編程→機床控制),操作/編程簡單方便。另一機型LASERTEC 30DUAL SLM的不同在于采用2×600W雙激光系統,提高生產力達80%;采用高精度光學模塊,掃描場100%重疊,調整光斑直徑(50-300μm);采用新的持續過濾系統,過濾器使用壽命>3000小時,鈍化了金屬粉塵,顯著提高了安全性。

德國Precision Surfacing Solutions公司的millGrind BL10磨床,是一臺增減材復合機床,以磨床為主,復合了激光熔覆和磨削、銑削加工,用于渦輪葉片的加工及磨損葉片的修復。該機床可以檢測葉片的磨損區域,根據檢測結果進行激光熔覆、銑削和磨削加工。

中國航空制造技術研究院早在上世紀90年代中期,就與清華大學等單位合作,開展了激光選區熔化(SLM)和電子束選區熔化(EBM)技術與設備的研究。它依托超大型真空電子焊裝備的技術優勢,首次推出了EBM機床和SLM機床,引起了廣泛關注。這些機型最大的特點是超大的打印空間,EBM機床的最大成形件尺寸360mm×360mm×500mm,SLM機床的最大成形件尺寸810mm×450mm×730mm。EBM機床的真空環境可有效避免雜質元素混入,使零件保持良好的組成,適用于多種合金;采用可快速更換的成形倉和供粉倉,以及粉末管理系統,減少了輔助時間的消耗;成形溫度高,可有效減小應力與變形,提高成形精度;掃描速度快(1000m/s),電子束流范圍大(0-100mA),能量利用率高,成形效率高。SLM機床利用高亮度激光,掃描振鏡的最高掃描速度達10m/s;采用高精密鋪粉,層厚范圍可調(20-50μm),可保證工件的成形精度;特別是可保持艙室的氣氛不變,氣氛的氧體積分數1‰,加工材料的種類包括鈦合金、不銹鋼、鋁合金及碳鋼等。

大族激光智能裝備集團采用SLM技術,推出了HANS-M-1001機床(見圖2),適用于齒科、骨科、科研、教學等,可提供齒科醫療專用開放參數,可獲得醫療鏤空結構;采用氮氣/氬氣保護,成形速度快,達120顆牙齒/5小時;采用下送粉供粉方式,可選配柔性或剛性刮刀系統;采用Profinet總線控制,可通過遠程云平臺及APP監控。

湖南云箭集團采用SLM技術,推出了VM 2803D打印機(見圖3),適用于不銹鋼、鈦合金、鋁合金、鎳基合金等。它采用雙向鋪粉,提高鋪粉效率,縮短打印時間;采用可變光斑,變化范圍為65-150 μm,使得成形更加高效;采用上落粉結構,可持續加粉,實現大型零件不間斷打??;采用三重過濾,降低煙塵,延長過濾系統壽命;采用全新風場,確保打印質量。

本屆展會有多家3D打印產品的代理公司前來參展。例如,東莞寶力機械有限公司代理了德國EOS公司的選區激光燒結(SLS)機床、美國HP公司的多射流熔融(MJF)機床等。香港力豐機械有限公司除了同樣代理美國HPMJF機床外,還代理了美國3D Systems公司的多噴頭塑料3D打印機ProJet MJP2500、彩色手板3D打印機ProJet CJP360等,美國Markforged公司的Metal X7金屬3D打印機(采用其特有的原子擴散增材制造ADAM技術)、工業級尼龍/碳纖維3D打印機X3X5等,波蘭Sinterit公司的桌面級SLS3D打印機Lisa1等。深圳馬路科技有限公司代理了美國3D Systems公司的DMP Factory3DXpert金屬3D打印機、ProJet MJP2500等。

2. 非金屬增材制造機床

廣州形優科技有限公司展出了多款非金屬材料增材制造機床,包括美國Stratasys公司的FDM 3D打印機Fortus系列、POLYJET光固化3D打印機Objet系列等,美國Formlabs公司的光固化3D打印機Form 3/3L系列,美國Markerbot公司的methodX尼龍/碳纖維3D打印機等。這些設備可實現熱塑性塑料、碳纖維增強尼龍材料的增材制造。

美國Stratasys公司的FDM 3D打印機Fortus 380mc(見圖4),主要特點包括:操作環境潔凈、安全,材料無毒,材料利用率高,可選材料多,可以在辦公室、家庭環境下進行,沒有產生毒氣和化學污染的危險;可使用工程塑料構建堅固耐用的零部件,如Diran 410MF07尼龍系列工程級熱塑塑料等;本系列產品的分層厚度為0.330/0.254/0.178/0.127mm(可選),精度為0.04-0.07 mm;采用優化的支撐結構和可溶性支撐材料,易于去除支撐??捎玫母咝阅艽蛴〔牧戏N類較多,包括基礎材料(ABS-M30、ABS-M30i、BS-ESD7、ASA)、工程材料(PC、PC-ISO、PC-ABS、Nylon12、Antero 800NA)及高端材料(Ultem9085、Ultem1010、Nylon12CF、ST-130)。

該公司的Poly Jet3D打印機采用Poly Jet聚合物噴射光固化工藝,使用Poly Jet聚合物,可同時混合多種基礎成型材料,支持全彩色打??;成型模型質量高,最薄層厚為14μm,確保獲得表面質量高、細節表現好的部件和模型;精度高,精密噴射與材料性能可保證細節精細;環保清潔:適合辦公室環境使用,樹脂盒方便更換,支撐容易去除,噴頭可單獨更換;多用途:材料品種多樣,可適用于不同幾何形狀/機械性能及顏色的部件,數字材料約15萬種顏色,可同時提供為眼鏡定制、醫療領域及個性化定制需求強烈的行業開發的專用材料。

美國Makerbot公司的尼龍/碳纖維3D打印機METHOD X,通過推出Method Carbon Fiber Editions進入了3D打印的新階段,能夠為制造工具、夾具和固定裝置打印更堅固、更精確的尼龍/碳纖維零件,并且在某些應用中可用于制造金屬替換零件;零件表面粗糙度有所提升,特別是與新的加熱室退火功能相結合時,效果更佳;用戶可借助可溶性或分離式支撐結構,打印出具有復雜幾何形狀的零件,表面粗糙度得到改善;采用不同配比的尼龍碳纖維復合材料,主要面向汽車、航空等行業,打印輕量化的金屬零件替代品,其良好的熱性能和機械性能也帶來了較高的成本效益;相比競品的改性ABS配方,MakerBot的材料硬度高26%、強度高12%,而且耐高溫能力也提升了15℃;由于支持雙擠出頭,METHOD X ABS可以與Stratasys公司的可溶性支撐材料SR-30同時進行3D打印,獲得更佳的支撐效果。

湖南云箭集團采用SLS技術,推出了VS-DP系列3D打印機,成形材料包括覆膜砂、PP、PS等高分子材料。此機床主要特點有:一機多材,材料利用率>90%;專為精密定制化鑄件的制造設計,達到高精度成形;成形尺寸大,專為小批量定制化鑄件設計;多區溫控,設備的溫度場更加均勻;全自動真空定量送粉,智能化按需供粉。

    圖片來自北京全鑫科技,德國機床、瑞士機床請聯系:135 2207 9385

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