2016年我國3D打印產(chǎn)業(yè)八大輝煌成果

　　我國首臺太空3D打印機正式曝光

　　中科院重慶研究院與中科院空間應用中心近日共同研制成功我國首臺空間3D打印機，并于日前在法國波爾多完成了拋物線(xiàn)失重飛行試驗，其可打印最大零部件尺寸超過(guò)美國國家航空航天局(NASA)3月26日運至國際空間站的升級版3D打印機打印尺寸。中科院重慶研究院智能制造技術(shù)研究所副所長(cháng)、3D打印技術(shù)研究中心主任段宣明介紹，經(jīng)過(guò)兩年努力，該院與空間應用中心研發(fā)出我國首臺空間3D打印機，可打印最大零部件尺寸達到200×130mm，該尺寸是NASA首臺空間在軌打印機打印尺寸的2倍以上，并超過(guò)今年3月26日NASA運至國際空間站的升級版3D打印機打印尺寸。

　　段宣明說(shuō)，空間3D打印制造技術(shù)的打印速度為10—30毫米/秒，可以在一到兩天內打印出需要更換的零部件，且適用于絕大部分零部件，在空間站運營(yíng)、深空探測等任務(wù)中有不可或缺的作用，能方便、快捷地幫助宇航員在失重環(huán)境下自制所需的實(shí)驗和維修工具及零部件，大幅度提高空間站實(shí)驗的靈活性和維修的及時(shí)性，減少空間站備品備件的種類(lèi)、數量及運營(yíng)成本，降低空間站對地面補給的依賴(lài)性。

　　中科院研發(fā)出超級3D打印機

　　中科院福建物構所林文雄課題組在國內首次突破了可連續打印的三維物體快速成型關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)出一款能夠連續打印的超級快速3D打印機。這款3D打印機采用數字投影技術(shù)，打印速度達到每小時(shí)600毫米，也就是可以在6分鐘內，打印出一個(gè)60毫米高的三維物體，而采用傳統的立體光固化成型工藝打印同樣物體，則需要約10個(gè)小時(shí)。

　　專(zhuān)家介紹說(shuō)，目前針對液態(tài)材料的3D打印技術(shù)多采用立體光固化成型工藝，也就是用材料逐層固化、層層累積的方式來(lái)構造三維物體，層與層之間需中斷光照射，然后在已固化區域表面重新覆蓋或填充精確、均勻的光敏樹(shù)脂，再進(jìn)行光照射形成新的固化層，這種方式系統復雜且耗時(shí)。

　　在2015年3月，美國Carbon3D公司率先提出“連續液面生長(cháng)技術(shù)”。在此基礎之上，福建物構所研究人員提出了一種特殊的半滲透性透明元件取代特氟龍，這種元件對氧氣的透過(guò)率比一般高分子聚合物高，因此氧氣或空氣均可作為固化抑制劑使用，實(shí)現全程固化的高速連續性。

　　武漢造最大激光3D打印設備

　　早前由武漢光電國家實(shí)驗室(籌)完成的“大型金屬零件高效激光選區熔化增材制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備(俗稱(chēng)激光3D打印技術(shù))”順利通過(guò)了湖北省科技廳成果鑒定。深度融合了信息技術(shù)和制造技術(shù)等特征的激光3D打印技術(shù)，由4臺激光器同時(shí)掃描，為目前世界上效率和尺寸最大的高精度金屬零件激光3D打印裝備。

　　該裝備攻克了多重技術(shù)難題，解決了航空航天復雜精密金屬零件在材料結構功能一體化及減重等“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現了復雜金屬零件的高精度成形、提高成形效率、縮短裝備研制周期等目的。項目率先在國際上提出并研制出成形體積為500×500×530mm3的4光束大尺寸SLM增材制造裝備，它由4臺500W光纖激光器、4臺振鏡分區同時(shí)掃描成形，成形效率和尺寸迄今為止同類(lèi)設備中世界最大。

　　中國首個(gè)3D打印核燃料元件

　　1月9日，西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鉑力特”)自主研發(fā)的SLM系列設備BLT-S300，為中核北方核燃料元件有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：“二零二廠(chǎng)”)3D打印 CAP1400自主化燃料原型組件下管座(核燃料元件)順利下線(xiàn)，國內首次實(shí)現了3D打印核燃料元件(CAP1400下管座)的技術(shù)應用。為3D打印技術(shù)應用于核燃料元件制造開(kāi)發(fā)領(lǐng)域奠定了基礎。

　　核燃料元件制造是集設計與加工于一體的高端精密制造，結構復雜，需多種工序交叉作業(yè)加工才能完成 。3D打印技術(shù)，自提出以來(lái)就定位于精密制造，能直接利用計算機圖形數據生成任意形狀的零件。BLT-S300采用選擇性激光熔化(SLM)技術(shù)，通過(guò)逐層熔化金屬粉末的制造方式，完成傳統機械加工無(wú)法制造的復雜金屬結構零件，制備的成形產(chǎn)品擁有致密性好、尺寸精度高的特點(diǎn)。同時(shí)金屬3D打印快速制造的技術(shù)特點(diǎn)，能夠縮減產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低設計與制造成本，快速、高性能的實(shí)現核燃料元件開(kāi)發(fā)與制備。