3D打印又稱增材制造、快速成型、無模成型等,是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),通過逐層打印方式來構(gòu)造三維空間實物的先進技術(shù),已被列入“中國制造2025重點發(fā)展領(lǐng)域”。記者近日獲悉,入駐重慶兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)的哈爾濱工業(yè)大學重慶研究院項目負責人、博士生導師楊治華帶領(lǐng)團隊,圍繞“先進陶瓷及其智能制造技術(shù)”取得重大突破,掌握了結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷及其器件制備核心技術(shù),特別是攻克了陶瓷3D打印“定制化”關(guān)鍵技術(shù),能夠針對不同器件和需求進行規(guī);庸どa(chǎn)。
楊治華介紹,團隊掌握的陶瓷3D打印技術(shù)具備空間結(jié)構(gòu)成型、低成本、周期短等諸多優(yōu)勢,譬如低成本,提高材料利用率近100%,且無需模具,可有效降低原型制造與模型開發(fā)成本。該技術(shù)可用于射頻微波無源器件、多功能化共形傳感器、復雜結(jié)構(gòu)電路、復雜結(jié)構(gòu)陶瓷部件等核心部件的制備生產(chǎn)。
以射頻微波無源器件制備為例,傳統(tǒng)制備方法采用干壓、凝膠注模工藝,耗時耗力、生產(chǎn)成本高,且在復雜形狀和任意結(jié)構(gòu)的器件制備加工中存在較大局限性。而采用陶瓷3D打印技術(shù),不僅成型精度高、設計便捷,還可滿足射頻器件向緊湊型、模塊化、多材料的方向發(fā)展需求,特別適用于異形、結(jié)構(gòu)一體化、薄壁、微通道等復雜形狀及點陣結(jié)構(gòu)加工。
更為重要的是,針對不同器件制備加工,楊治華團隊利用“定制化”陶瓷3D打印技術(shù)可以實現(xiàn)規(guī);庸どa(chǎn)。
他介紹,對于倒模,絲網(wǎng)印刷等傳統(tǒng)工藝而言,不同材料,不同結(jié)構(gòu)以及不同性能都需要配套對應的模具、網(wǎng)板,在數(shù)量大的情況下,這些成本能被均攤。而定制化產(chǎn)品數(shù)量極少,單一配套的模具和網(wǎng)板成本高昂,極大的降低了產(chǎn)品利潤。
“3d打印技術(shù)可針對不同材料、不同規(guī)格,甚至不同功能,都可以用同一套設備解決,沒有附加網(wǎng)板和模具成本,極大地減少了制備成本,一個樣品和幾百個樣品的成本幾乎是一樣的!
以介質(zhì)天線為例,3D打印技術(shù)只需要在計算機上建立電路模型,輸出3D打印文件,然后直接進行電路打印,經(jīng)過簡單處理即可達到*終天線產(chǎn)品。
楊治華說,“整個流程下來,*快在一天內(nèi)即可完成新天線的制作,可立即進行優(yōu)化后天線的性能確認,從新型天線的設計、制作、驗證整個流程上,時間會大幅度縮短。而傳統(tǒng)技術(shù)需要等待網(wǎng)版制作,在優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)的同時,不同的結(jié)構(gòu)需要不同的網(wǎng)版,網(wǎng)版的設計、加工、運輸周期會很長,網(wǎng)版制作完成后,還需要印刷,后處理,才可以進行驗證!
目前,楊治華團隊圍繞“先進陶瓷及其智能制造”除了開發(fā)出3D打印“定制化”技術(shù)之外,還掌握了粉末冶金技術(shù)和流延技術(shù),團隊已與國電南瑞科技股份有限公司等10余家企業(yè)達成橫向深度合作意向。