中船重工突破3D打印DMLS核心技術(shù) 成世界第四家

在3D打印領(lǐng)域，中國(guó)是個(gè)后來者，但近年來技術(shù)進(jìn)步迅速，大有后來居上之勢(shì)。據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，中船重工第705研究所歷經(jīng)一年時(shí)間的研制，該所在3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，借助直接金屬激光燒結(jié)快速成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3D打印，成為繼美國(guó)、德國(guó)的3D打印巨頭之后，世界上第四家掌握該技術(shù)的企業(yè)。

直接金屬激光燒結(jié)成型技術(shù)（Direct Metal Laser-Sintering，縮寫DMLS）是3D打印技術(shù)領(lǐng)域王冠上的明珠，它的工作原理是直接用高能量的激光熔融金屬粉，同時(shí)燒結(jié)固并逐層堆疊，最后形成致密的幾何形狀的實(shí)體零件。由于金屬本身是致密體重熔，不易產(chǎn)生粉末冶金成形時(shí)的空穴，所以使用這種技術(shù)制造出的物體致密度可達(dá)99％以上，接近鍛造的材料胚體。

通過選用不同的燒結(jié)材料和調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可以生成性能差異變化很大的零件，從具有多孔性的透氣鋼，到耐腐蝕的不銹鋼再到組織致密的模具鋼。采用DMLS技術(shù)甚至能夠直接制造出非常復(fù)雜的零件，避免了采用銑削和放電加工，大大提升了設(shè)計(jì)的自由度。

之前，這種工藝只適用于相對(duì)較軟的材料，不過隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，該工藝的適用領(lǐng)域也擴(kuò)展到了塑料、金屬壓鑄和沖壓等各種量產(chǎn)模具。

目前國(guó)際上主要利用該技術(shù)制造高受力構(gòu)件及傳統(tǒng)工藝無法加工的復(fù)雜構(gòu)件、不規(guī)則構(gòu)件的成型，它能達(dá)到同牌號(hào)金屬最高強(qiáng)度的90%至95%，具有精度高、成型限制極少的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高端精密零部件制造等領(lǐng)域，比如航空航天、汽車、醫(yī)學(xué)個(gè)性化件制造、小型注塑模具及鑲件等，此外還可以應(yīng)用該技術(shù)針對(duì)小批量、個(gè)性化的一些復(fù)雜件進(jìn)行加工。

長(zhǎng)期以來，直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)一直由德、美等國(guó)少數(shù)3D打印巨頭把持，據(jù)觀察者網(wǎng)查詢，已經(jīng)掌握DMLS技術(shù)的公司包括美國(guó)3D打印巨頭Stratasys、激光設(shè)備制造商Fonon公司和德國(guó)3D打印機(jī)制造商EOS公司等，其中德國(guó)EOS是該領(lǐng)域的先行者，上世紀(jì)70年代就開始研究3D打印技術(shù)，1994年獲得第一個(gè)DMLS技術(shù)專利，現(xiàn)在是世界中最大的DMLS系統(tǒng)制造商。

目前，每臺(tái)DMLS打印機(jī)售價(jià)在千萬元以上，我國(guó)3D打印技術(shù)在該領(lǐng)域與世界先進(jìn)企業(yè)存在巨大差距。

為盡快掌握該技術(shù)，2014年8月，705所昆明分部成立增材制造事業(yè)部——U3團(tuán)隊(duì)，專門從事該項(xiàng)技術(shù)的研究和產(chǎn)品研發(fā)。通過引進(jìn)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀技術(shù)團(tuán)隊(duì)，加快對(duì)“機(jī)械結(jié)構(gòu)、智能控制、軟件工程、新材料”等增材制造相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。在完成熔融沉積技術(shù)（FDM）打印機(jī)的開發(fā)定型后，集中力量突破金屬激光燒結(jié)成型技術(shù)。經(jīng)過歷時(shí)一年的研制，終于完成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首臺(tái)直接金屬激光燒結(jié)成型技術(shù)原理樣的試制。

德國(guó)EOS公司使用DMLS技術(shù)3D打印的金屬部件

目前，該所技術(shù)團(tuán)隊(duì)采用這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完成了316L不銹鋼、鈦合金等金屬粉末零件的燒結(jié)測(cè)試工作。

為實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)快速發(fā)展，下一步七O五所將在昆明分部新區(qū)建設(shè)增材制造產(chǎn)業(yè)園和云南省激光快速成型技術(shù)中心，配置DMLS量產(chǎn)型設(shè)備、FDM非金屬3D打印機(jī)群，以及相應(yīng)的3D掃描建模設(shè)備，打造一個(gè)集增材制造技術(shù)研究，設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)和提供增值服務(wù)為一體的增材制造產(chǎn)業(yè)基地