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中南大学粉末冶金国家重点实验室顺利验收间接3D打印系统

2020年12月,南极熊获悉,最近中南大学粉末冶金研究院国家重点实验室在升华三维订购的一套间接3D打印系统已完成发货,包含大尺寸独立双喷嘴打印机UPS-556和3L密炼机,实验室采购该套系统主要用于增材制造技术的创新研究,目前,设备现已调试完毕并完成验收。

粉末冶金国家重点实验室于1989年经国家计委批准依托于中南大学进行建设,1995年通过国家验收并正式对外开放运行。实验室主要研究方向为:粉末冶金材料的集成计算材料工程及其应用;粉末冶金材料成形与致密化新原理、新方法;先进粉末冶金材料;轻质合金与碳基材料。

实验室立足于服务国家重大国防和经济建设对新材料的重大需求,为我国重点工程和战略武器提供了上百种特种粉末冶金材料。研制的高性能碳/碳制动材料使我国成为第四个能够制造该类材料的国家,并获得了连续6年空缺的国家技术发明一等奖,研究成果在博云新材孵化,成功应用于我国C919大飞机;研制的多功能摩擦副,确保了天宫系列空间站与神州、天舟系列飞船的成功对接;研制的粉末冶金铜碳密封环成功应用于我国新一代液氧煤油发动机,保障了长征五号、六号和七号运载火箭的成功发射。实验室先后完成了国家863计划、973计划、国家重点研发计等国家级科研项目500余项,获国家级和省部级科技奖励60余项,其中国家技术发明(科技进步)一等奖3项,拥有发明专利300多项,是我国粉末冶金高层次科研、人才培养与合作交流的综合基地。

UPS-556双喷嘴3D打印机

UPS-556是升华三维基于PEP技术并根据大尺寸模型打印市场需求自主研发的大尺寸独立双喷嘴3D打印机,配套3D打印专用脱脂炉和烧结炉,构成一套完整的间接3D打印技术解决方案。有效打印尺寸高达500mm×500mm×600mm,且独立双喷嘴设计,设计目的和最大功能是可以进行两种不同材料的同时打印,实现大尺寸、复杂结构和产品的成形。

UPS-556双喷嘴3D打印机能满足复合材料大型复杂产品打印需求,主要面对高校教育科研领域和粉末冶金领域的客户,适用于间接3D打印技术开发、材料开发和金属/陶瓷产品快速开发制造,经过3D打印机打印得到具有一定强度和硬度的生坯。

UPS-556定位为一款工业型、高精度、高质量、高性价比的金属/陶瓷两种材料同时打印的双喷嘴3D打印机,结构紧凑,具有操作简单、便捷等优点,是您快速精确开发3D打印金属/陶瓷新材料、新产品、新项目的最佳帮手。

主要规格参数

双喷嘴打印功能说明

支撑打印

支持有大量悬空和镂空结构的复杂模型,打印过程中需要以增加支撑的方式来防止模型变形。主喷嘴使用主材料A打印模型全部主体结构,副喷嘴使用支撑材料B打印全部支撑部分。

支撑连接层打印

在打印过程中以增加支撑的方式来防止模型变形;同时为了控制打印材料成本或更好控制后续脱脂烧结过程中的变形,对不同的支撑位置进行细化,设置不同的支撑实现形式。

复合材料打印

支持打印由A、B两种材料组成,以求在一个产品上实现不同性能或功能的复合材料产品模型。两个独立喷嘴各司其职,各自轮流打印复合模型中不同材料的部分。

不同部位指定材料打印

通常一个产品模型,在切片软件中可以细分为外壳、内壳、填充、上顶、下底、填充等不同部位;为了让同一个产品具有不一样的性能或功能或实现特殊产品的开发,可以对不同部位指定不同的材料A或B来进行打印。

复制模式打印

两个喷嘴各自同时打印外观一样的产品模型,让3D打印机一次可以打印两个外观一致的产品出来,加速产品的开发生产和实验验证。

镜像模式打印

两个喷嘴各自同时打印外观呈镜像对称的产品模型,适用于正反工件、左右件、鞋垫等打印加工。

样品展示

关于PEP技术?

PEP (Powder Extrusion Printing)技术是升华三维的核心,该技术源自于传统注塑成型技术 (MIM)。通过将传统的注塑成型技术和新型的3D打印技术有效地结合,粉末挤出打印技术(PEP)得以研发成功。MIM技术因其生产率高,脱脂和烧结工艺广为人知,在20世纪80年代后期开始在工业制造中得到广泛应用,但每一个金属零件都需要设计一个相对应的模具,这需要较长的交货期和高昂的启动资金。而3D打印技术完全摆脱了模具的束缚,通过逐层打印,可以在短短数小时内得到您想要的模型生坯。后续通过传统MIM的脱脂和烧结工艺,得到最终的致密的高性能的金属部件。

升华三维PEP技术已经成熟,区别于树脂塑料或金属等材料的直接3D打印或增材制造工艺,PEP技术是一种结合3D打印和粉末冶金的间接3D打印技术创新方案。3D打印仅仅只是完成了具有一定强度的高精度成形生坯的制备,后续还需要进行脱脂、烧结等粉末冶金相关工艺才能获得性能一致且优良的产品。

PEP技术具有打印速度快、成本低、成型精度高、产品性能一致性好、可打印材料广、材料可循环利用等优势。可打印材料体系丰富且全面,从不锈钢、模具钢、铜合金、铝合金、高温合金、钛合金、难熔金属等金属材料到氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料。

应用领域

因其复杂零部件快速成型的特点,升华3D打印机采用闭单元加密技术,用于轻型部件,在不影响模具应用所需的耐磨性的情况下,将材料的使用最小化。可应用在功能原型设计、工具开发、制造业等领域。

其实,升华三维还有小型的金属/陶瓷3D打印机,南极熊现场拍摄过。

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