工业级3D打印机调研

引言

3D打印技术（又称增材制造AM，AdditiveManufacturing），是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印可粘合材料的方式来构造三维实体物件的技术，是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术。它综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学等方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。作为一种增材制造技术，3D打印不需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图像数据中生成任何形状的零件，与传统的减材制造技术（通过模具、车铣磨等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品）相比，能大大缩短企业新产品开发周期，节约开发成本，提高企业市场竞争力。

目前，美国和欧洲在3D打印技术的研发及推广应用方面处于领先地位。我国的3D打印增材制造技术研发起步也较早，并取得了很大成果。如北京航空航天大学与有关单位合作，利用激光3D打印技术，在国际上首次突破飞机钛合金等大型主承力构件激光成型工艺、装备和应用关键技术，构件综合性能达到或超过锻件,解决了我国大型装备的瓶颈问题；西北工业大学应用激光3D打印技术解决了3m高的C919飞机中央翼缘条钛合金结构件的制造问题。

中烟机械技术中心是国产烟机工业产品研发单位，引领着我国烟机工业的发展，当前，3D打印技术被喻为第三次工业革命的重要代表，为此我们对这项技术进行了密切跟踪，对工业级的3D打印机进行了行业市场调研，希望这项制造新技术在烟草机械产品研发中能发挥积极作用，促进产品的创新设计，提高开发效率。

1市场调研情况为了详细了解工业级3D打印机的发展请况，我们进行了充分的前期技术调研。通过邀请国外知名3D打印机制造企业的代理商和国内知名3D打印机制造企业来公司介绍3D打印技术发展情况，安排有关技术人员参加“3D打印技术与未来”高峰论坛，听取国际、国内3D打印行业顶级专家的介绍及对行业的前景展望，并到业内知名企业实地考察，使我们对3D打印技术的特点、制造商以及打印材料有了全面的了解，现分别介绍如下。

1.1主流３Ｄ打印技术主流3D打印技术主要包括：SLA光固化成型、FDM熔融沉积成型以及SLS选择性激光烧结。各自特点见表1。

1.2设备制造商1）国内研发、制造代表单位主要有：

a.北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司（依托清华大学），优势在熔融沉积成型技术（FDM）；

b.上海联泰科技有限公司，优势在光固化成型（SLA）；

c.陕西恒通智能机器有限公司（依托西安交通大学），优势在选择性激光烧结（SLS）；

d.武汉滨湖机电技术产业有限公司（依托华中科技大学），优势在选择性激光烧结（SLS）；

e.北京航空航天大学与西北工业大学，优势在选择性激光烧结（SLS）金属直接制造；

f.北京隆源自动成型系统有限公司，优势在选择性激光烧结（SLS）；

g.湖南华曙高科技有限责任公司，优势在选择性激光烧结（SLS），该公司成功研制出我国首台选择性激光烧结（尼龙）设备，成为继3Dsystems、EOS公司外，世界上第三家高端选择性激光烧结设备制造商。

2）国际知名厂商主要有：

a.美国的Stratasys公司，拥有全球51%的市场份额，优势在熔融沉积成型技术（FDM）。

b.美国的3DSystems公司，拥有全球11%的市场份额，优势在光固化成型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）。

c.德国的EOS公司，全球最大激光3D打印设备制造商，尤其在工业3D领域具有显著优势。

目前，国内外3D打印设备技术与功能差别不大，但国外知名企业的工业级3D打印设备价格普遍比国产价格高出0.5～1倍，而且很多设备还只能使用设备制造商指定的打印材料。

相对而言，国产设备具有价格优势，如湖南华曙高科技有限责任公司生产的选择性激光烧结（尼龙）设备，既能打印国产材料也能打印进口材料，但价格不到EOS公司同类产品的1/2。1.3工业用3D打印材料情况3D打印材料发展很快，品种也越来越丰富。除传统的ABS塑料、光敏树脂、蜡、树脂砂、覆膜砂、石膏、橡胶等相对比较便宜的材料，新的3D打印材料不断涌现，如高分子材料(各种尼龙、聚丙烯等)、铝材料、钛合金、镍基高温合金、钴铬合金、模具钢、不锈钢、铝合金等，还有陶摘要：随着３Ｄ打印技术的飞速发展，在工业、电子、军事、航空航天、医疗、建筑等领域的应用日益广泛，文中着重介绍了工业级３Ｄ打印机及３Ｄ打印材料在工业领域的应用情况。