科技模块2——工业设计
工业设计:
工业区力求构建打造较为完整的3D打印制造体系,能加工制造世界所需的绝大多数机械零件,以满足制造、科研和学习深造三大功能的融合。以3D打印系统为主,弹性制造系统为辅。
3D打印系统
一、核心技术:
飞秒投影打印技术( femtosecond projection TPL (FP-TPL))
1.原理:飞秒投影双光子光刻技术使用单点高强度光(通常直径约为700至800纳米)将光敏聚合物材料从液体转换为固体,通过重叠3D空间中的多个投影生成的堆叠纳米级3D环形结构。通过这种深度解析的纳米级3D打印技术可以生成任意复杂的3D结构。
2. 技术突破:
(1)该技术可以制造出深度分辨率为175 nm的结构和以前几乎不可能制造的90°的悬垂结构,同时制造出超过 1,000:1纵横比长度的特征尺寸的物体。
(2)打印速度:能够在8分钟的时间内打印出传统TPL方法几个小时才能完成的结构
3.技术优势:
一是打印材料纯度高,突破了光聚合的原理限制,不需要任何光学粘合组分,实现了接近100%功能纳米粒子组分的3D打印;
二是三维加工能力强,能够实现复杂线性、弯曲和体结构等多种三维结构的纳米打印,从而用于构造新功能三维光电器件;
三是具备多组分打印功能,以不同尺寸的量子点作为原料,这项技术展示了多组分的异质复合打印能力;
四是打印分辨率高,利用非线性光激发,使打印分辨率突破光学衍射极限,打印点阵列密度超过20000ppi,打印极限分辨率达到77nm,有助于实现超高分辨率显示器件,推动VR领域的发展。”
二、系统软件:3DPrintersOS(美国杜克大学)
1.基于云的平台切片软件:当企业内部有多个用户同时使用3D打印机时,工作组代码可以轻松的进行共享管理,不需要企业配备额外的管理员。
校园解决方案-让更多的学生参与进来:3DPrintersOS云平台的汇报工具可跟踪、监控3D打印过程,通过该平台学生们可以访问联网的所有3D打印机,而学校则可以将学校的3D打印机添加到平台中,执行分配过来的打印任务。学生或老师通过手机、电脑等设备可以随时随地访问和控制3D打印机,对打印队列进行管理。
三、机器设备
ProX SLS 6100https://cn.3dsystems.com/3d-printers/prox-sls-6100
生产级尼龙 3D 打印机可提供一流的部件质量、快速的建模时间和自动化的生产工具
最大化生产量和密度
最大建模封装容量(宽 x 深 x 高):15 x 13 x 18 英寸(381 x 330 x 460 毫米)
- l 耐冲击耐高温零件
- l 挡板/外壳/外罩
- l 夹具和固定装置
- l 轻量化生产部件
- l 旋钮、手柄和其他仪表板/内部部件
- l 带有卡扣连接和活动铰链的零件
- l 机械部件
- l 复杂管道件
sPro 140https://cn.3dsystems.com/3d-printers/spro-140
SLS 生产部件的高可重复性和吞吐量
高吞吐量、高容量的打印机,用于流水线生产
最大建模封装容量(宽 x 深 x 高):22 x 22 x 18 英寸(550 x 550 x 460 毫米)
l 抗冲击、耐用的部件
l 发动机壳等各种保护罩
l 夹具和固定装置
l 轻量化生产部件
l 旋钮、手柄和其他仪表板/内部部件
l 机械部件
l 轻质管道系统
l 中小规模生产制造
l 医疗保健设备和工具制造
四、打印材料
1.普通制造业:铝合金粘结剂喷射3D打印工艺:烧结件的密度可达到99%,可生产出完全致密的可烧结6061铝,伸长率超过10%,并具有相比锻造6061铝更高的屈服强度和极限抗拉强度。
2.交通制造业:INFINAM PA 6005 P(PA613)是赢创系列的高性能PA6尼龙粉末:车辆交通工具的理想材料,该材料具有高机械强度、高耐化学性和耐高温性,吸水率小于3%,后者对3D打印工艺的可制造性和打印部件的尺寸稳定性具有积极影响。高刚性和机械稳定性
3. 医疗产业:北京阿迈特医疗器械有限公司专注利用3D打印技术进行全降解血管支架研发:阿迈特采用独特的三维快速精确成形技术来制备可吸收聚合物血管支架,节约材料,可一步制备出结构和形状复杂的产品
两种高性能丝材:Kimya ABS Kevlar与耐高温支撑材料
- 4. 日用品制造业:纤维增强热塑性塑料:通过在热塑性塑料中添加碳纤维、玻璃纤维或杜邦Kevlar等短切强化纤维制作而成。被嵌入的强化纤维为材料带来了新的优异特性,如高强、轻质、导电、耐腐蚀、高吸波性。这些特性帮助原有的塑料产品能更进一步,满足航空航天等高端装备制造业的需求
弹性制造车间
用于食品加工业,部分纺织业