HRJ增材制造产业发展推进计划
来源:www.jn-syj.com 发布于:2015/11/6 9:26:57 点击量:
济南恒瑞金试验机有限公司 HRJ Testing Machine, China,
(济南试验机服务中心)(全国试验机配件供应中心)(特殊夹具定制中心)
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HRJ-Testing machine 品牌试验机 济南恒瑞金
→增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术是基于离散-堆积原理,由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,是一种“自下而上”的制造方法。
→“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系;而“广义”增材制造则以材料累加为基本特征,以直接制造零件为目标的大范畴技术群
→数字化增材制造技术(增量化制造/第三次工业革命)是一种三维实体快速自由成形制造新技术,它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势→AM技术不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序,在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件,从而实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。而且产品结构越复杂,其制造速度的作用就越显著。
→基于不同的分类原则和理解方式,增材制造技术有“快速原型制造(Rapid Prototyping)”、“三维打印(3D Printing /3D打印)”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”、 快速成形、快速制造等叫法。
→大型整体钛合金关键结构件成形制造技术:应用于大型机械装备的大型零件及难拆卸零件的原位修复和再制造,钛合金、超高强度钢等难加工大型整体关键构件、激光成形、成套装备、复合材料构件。
→AM技术已成为先进制造技术的一个重要的发展方向,其发展趋势有三:(1)复杂零件的精密铸造技术应用;(2)金属零件直接制造方向发展,制造大尺寸航空零部件;(3)向组织与结构一体化制造发展。
→航空航天、武器装备、生物医疗、医疗器械、模具制造、汽车零配件制造、珠宝设计、动漫设计、装备及核心器件、成形材料、工艺及软件越来越多地采用了AM技术。
→未来需要解决的关键技术:光固化快速成型(SL)技术、LED紫外快速成型机技术、陶瓷零件光固化制造技术,铸型制造技术、生物组织制造技术、金属熔覆制造技术和复合材料制造技术、风洞模型制造技术、低能电子束固化技术、纤维自动铺放技术、精度控制技术、大尺寸构件高效制造技术、复合材料零件制造技术、立体电路技术(SEA,SLS+LDS)、高能束流快速制造(金属、非金属或金属基复合材料)、
国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)
→发展目标
1.产业化取得重大进展。形成2-3家具有较强国际竞争力的增材制造企业。
2.技术水平明显提高。部分增材制造工艺装备达到国际先进水平,初步掌握增材制造专用材料、工艺软件及关键零部件等重要环节关键核心技术。研发一批自主装备、核心器件及成形材料。
3.行业应用显著深化。增材制造成为航空航天等高端装备制造及修复领域的重要技术手段,初步成为产品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段以及新药研发、临床诊断与治疗的工具。
4.研究建立支撑体系。成立增材制造行业协会,加强对增材制造技术未来发展中可能出现的一些如安全、伦理等方面问题的研究。建立5-6家增材制造技术创新中心,完善扶持政策,形成较为完善的产业标准体系。
→推进计划
(一)着力突破增材制造专用材料
依托高校、科研机构开展增材制造专用材料特性研究与设计,鼓励优势材料生产企业从事增材制造专用材料研发和生产,针对航空航天、汽车、文化创意、生物医疗等领域的重大需求,突破一批增材制造专用材料(专栏1)。针对金属增材制造专用材料,优化粉末大小、形状和化学性质等材料特性,开发满足增材制造发展需要的金属材料。针对非金属增材制造专用材料,提高现有材料在耐高温、高强度等方面的性能,降低材料成本。到2016年,基本实现钛合金、高强钢、部分耐高温高强度工程塑料等专用材料的自主生产,满足产业发展和应用的需求。
专栏1 着力突破增材制造专用材料 | ||
类 别 | 材料名称 | 应用领域 |
金属增材制造专用材料 | 细粒径球形钛合金粉末(粒度20μm-30μm)、高强钢、高温合金等。 | 航空航天等领域高性能、难加工零部件与模具的直接制造。 |
非金属增材制造专用材料 | 光敏树脂、高性能陶瓷、碳纤维增强尼龙复合材料(200℃以上)、彩色柔性塑料以及PC-ABS材料等耐高温高强度工程塑料。 | 航空航天、汽车发动机等铸造用模具开发及功能零部件制造;工业产品原型制造及创新创意产品生产。 |
医用增材制造专用材料 | 胶原、壳聚糖等天然医用材料;聚乳酸、聚乙醇酸、聚醚醚酮等人工合成高分子材料;羟基磷灰石等生物活性陶瓷材料;钴镍合金等医用金属材料。 | 仿生组织修复、个性化组织、功能性组织及器官等精细医疗制造。 |
(二)加快提升增材制造工艺技术水平
积极搭建增材制造工艺技术研发平台,建立以企业为主体,产学研用相结合的协同创新机制,加快提升一批有重大应用需求、广泛应用前景的增材制造工艺技术水平(专栏2),开发相应的数字模型、专用工艺软件及控制软件,支持企业研发增材制造所需的建模、设计、仿真等软件工具,在三维图像扫描、计算机辅助设计等领域实现突破。解决金属构件成形中高效、热应力控制及变形开裂预防、组织性能调控,以及非金属材料成形技术中温度场控制、变形控制、材料组份控制等工艺难题。
专栏2 加快提升增材制造工艺技术水平 | ||
类别 | 工艺技术名称 | 应用领域 |
金属材料增材制造工艺技术 | 激光选区熔化(SLM) | 复杂小型金属精密零件、金属牙冠、医用植入物等。 |
激光近净成形(LENS) | 飞机大型复杂金属构件等。 | |
电子束选区熔化(EBSM) | 航空航天复杂金属构件、医用植入物等。 | |
电子束熔丝沉积(EBDM) | 航空航天大型金属构件等。 | |
非金属材料增材制造工艺技术 | 光固化成形(SLA) | 工业产品设计开发、创新创意产品生产、精密铸造用蜡模等。 |
熔融沉积成形(FDM) | 工业产品设计开发、创新创意产品生产等。 | |
激光选区烧结(SLS) | 航空航天领域用工程塑料零部件、汽车家电等领域铸造用砂芯、医用手术导板与骨科植入物等。 | |
三维立体打印(3DP) | 工业产品设计开发、铸造用砂芯、医疗植入物、医疗模型、创新创意产品、建筑等。 | |
材料喷射成形 | 工业产品设计开发、医疗植入物、创新创意产品生产、铸造用蜡模等。 |
(三)加速发展增材制造装备及核心器件
依托优势企业,加强增材制造专用材料、工艺技术与装备的结合,研制推广使用一批具有自主知识产权的增材制造装备(专栏3),不断提高金属材料增材制造装备的效率、精度、可靠性,以及非金属材料增材制造装备的高工况温度和工艺稳定性,提升个人桌面机的易用性、可靠性。重点研制与增材制造装备配套的嵌入式软件系统及核心器件,提升装备软、硬件协同能力。
专栏3 加快发展增材制造装备及核心器件 | |
类 别 | 名称 |
金属材料增材制造装备 | 激光/电子束高效选区熔化、大型整体构件激光及电子束送粉/送丝熔化沉积等增材制造装备。 |
非金属材料增材制造装备 | 光固化成形、熔融沉积成形、激光选区烧结成形、无模铸型以及材料喷射成形等增材制造装备。 |
医用材料增材制造装备 | 仿生组织修复支架增材制造装备、医疗个性化增材制造装备、细胞活性材料增材制造装备等。 |
增材制造装备核心器件 | 高光束质量激光器及光束整形系统、高品质电子枪及高速扫描系统、大功率激光扫描振镜、动态聚焦镜等精密光学器件、阵列式高精度喷嘴/喷头等。 |
(四)建立和完善产业标准体系
一是研究制订增材制造工艺、装备、材料、数据接口、产品质量控制与性能评价等行业及国家标准。结合用户需求,制定基于增材制造的产品设计标准和规范,促进增材制造技术的推广应用。鼓励企业及科研院所主持或参与国际标准的制定工作,提升行业话语权。
二是开展质量技术评价和第三方检测认证。针对目前用户对增材制造产品在性能、质量、尺寸精度、可靠性等方面的疑虑,就航空航天、汽车、家电、生物医疗等对国家和人民生活安全有重大影响的行业使用增材制造技术直接制造产品,开展质量技术评价和第三方检测认证,确保产品的各项指标满足用户需求,促进增材制造技术的推广应用。
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