2016年我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)八大輝煌成果

　　我國(guó)首臺(tái)太空3D打印機(jī)正式曝光

　　中科院重慶研究院與中科院空間應(yīng)用中心近日共同研制成功我國(guó)首臺(tái)空間3D打印機(jī)，并于日前在法國(guó)波爾多完成了拋物線失重飛行試驗(yàn)，其可打印最大零部件尺寸超過(guò)美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)3月26日運(yùn)至國(guó)際空間站的升級(jí)版3D打印機(jī)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(zhǎng)、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(yīng)用中心研發(fā)出我國(guó)首臺(tái)空間3D打印機(jī)，可打印最大零部件尺寸達(dá)到200×130mm，該尺寸是NASA首臺(tái)空間在軌打印機(jī)打印尺寸的2倍以上，并超過(guò)今年3月26日NASA運(yùn)至國(guó)際空間站的升級(jí)版3D打印機(jī)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(nèi)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(yùn)營(yíng)、深空探測(cè)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(yàn)和維修工具及零部件，大幅度提高空間站實(shí)驗(yàn)的靈活性和維修的及時(shí)性，減少空間站備品備件的種類、數(shù)量及運(yùn)營(yíng)成本，降低空間站對(duì)地面補(bǔ)給的依賴性。

　　中科院研發(fā)出超級(jí)3D打印機(jī)

　　中科院福建物構(gòu)所林文雄課題組在國(guó)內(nèi)首次突破了可連續(xù)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(xù)打印的超級(jí)快速3D打印機(jī)。這款3D打印機(jī)采用數(shù)字投影技術(shù)，打印速度達(dá)到每小時(shí)600毫米，也就是可以在6分鐘內(nèi)，打印出一個(gè)60毫米高的三維物體，而采用傳統(tǒng)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)。

　　專家介紹說(shuō)，目前針對(duì)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(gòu)造三維物體，層與層之間需中斷光照射，然后在已固化區(qū)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(tǒng)復(fù)雜且耗時(shí)。

　　在2015年3月，美國(guó)Carbon3D公司率先提出“連續(xù)液面生長(zhǎng)技術(shù)”。在此基礎(chǔ)之上，福建物構(gòu)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(duì)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(xiàn)全程固化的高速連續(xù)性。

　　武漢造最大激光3D打印設(shè)備

　　早前由武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(籌)完成的“大型金屬零件高效激光選區(qū)熔化增材制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備(俗稱激光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(tái)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(fù)雜精密金屬零件在材料結(jié)構(gòu)功能一體化及減重等“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)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(xiàng)目率先在國(guó)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(tái)500W光纖激光器、4臺(tái)振鏡分區(qū)同時(shí)掃描成形，成形效率和尺寸迄今為止同類設(shè)備中世界最大。

　　中國(guó)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“鉑力特”)自主研發(fā)的SLM系列設(shè)備BLT-S300，為中核北方核燃料元件有限公司(以下簡(jiǎn)稱：“二零二廠”)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，國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了3D打印核燃料元件(CAP1400下管座)的技術(shù)應(yīng)用。為3D打印技術(shù)應(yīng)用于核燃料元件制造開(kāi)發(fā)領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。

　　核燃料元件制造是集設(shè)計(jì)與加工于一體的高端精密制造，結(jié)構(gòu)復(fù)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(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)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(tǒng)機(jī)械加工無(wú)法制造的復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)與制造成本，快速、高性能的實(shí)現(xiàn)核燃料元件開(kāi)發(fā)與制備。