工作原理

　　激光3D打印的工作原理基于激光聚合技術，即通過激光束照射光敏材料，引發(fā)材料分子的聚合反應，從而實現(xiàn)材料的固化。這一過程分為多個層級進行，每一層都根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)進行掃描固化，層層參加，終形成完整的三維實體。相較于傳統(tǒng)的減材制造和等材制造技術，激光3D打印的增材制造方式地提高了材料利用率，降低了制造成本，同時賦予了產(chǎn)品設計更大的自由度。

當前，激光 3D 打印設備在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，中美兩國在這一領域的競爭與發(fā)展備受矚目 。?
美國在激光 3D 打印技術方面一直處于世界地位，尤其在技術領域，如復雜金屬零部件的打印、生物 3D 打印以及人工智能輔助設計等方面，優(yōu)勢明顯 。美國的科研機構和企業(yè)每年都會投入大量的資金用于研發(fā)，不斷推動技術的創(chuàng)新和突破 。例如，美國的通用電氣（GE）公司在航空發(fā)動機零部件的 3D 打印制造方面取得了顯著成果，其采用 3D 打印技術制造的 Leap 發(fā)動機噴油嘴，已經(jīng)實現(xiàn)了批量化生產(chǎn) 。這些噴油嘴不僅性能，而且通過 3D 打印技術實現(xiàn)了復雜的內(nèi)部結(jié)構設計，提高了燃油噴射的效率和均勻性，從而提升了發(fā)動機的整體性能 。?
中國在激光 3D 打印領域也取得了長足的進步，雖然在部分技術上與美國仍有一定差距，但在應用層面的普及和產(chǎn)業(yè)化方面表現(xiàn)出色 。中國擁有龐大的制造業(yè)基礎和市場需求，這為激光 3D 打印技術的發(fā)展提供了廣闊的空間 。在教育領域，許多學校引入 3D 打印設備，開展創(chuàng)新教育課程，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力 。在消費市場，3D 打印技術被廣泛應用于個性化定制產(chǎn)品的生產(chǎn)，如定制化的珠寶、家居裝飾品等，滿足了消費者對于個性化和特性的追求 。在中小企業(yè)的定制化生產(chǎn)方面，3D 打印技術可以幫助企業(yè)快速制造出小批量、個性化的零部件，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率 。?
在應用領域，中美兩國在航空航天、醫(yī)療等關鍵領域的競爭尤為激烈 。在航空航天領域，美國通過技術封鎖和出口管制等手段，試圖保持其在關鍵技術上的控制地位 。然而，中國憑借著自身的努力和創(chuàng)新，在自主研發(fā)方面取得了重要成果 。中國已經(jīng)實現(xiàn)了激光立體成型的飛機構件在飛機上的應用，并且在不斷推進 3D 打印技術在民用航空領域的應用 。在醫(yī)療領域，美國在復雜器官打印等技術上有所突破，而中國則在醫(yī)療器械和植入物等應用領域的商業(yè)化進程中加速發(fā)展，通過 3D 打印技術制造的個性化醫(yī)療器械和植入物，已經(jīng)在臨床上得到了廣泛應用 。

汽車領域：加速創(chuàng)新與個性化生產(chǎn)?
在汽車領域，激光 3D 打印設備就像是一位充滿創(chuàng)意的 “汽車設計師”，為汽車的研發(fā)和生產(chǎn)注入了新的活力，加速了汽車行業(yè)的創(chuàng)新步伐 。?
在零部件生產(chǎn)方面，激光 3D 打印設備展現(xiàn)出了的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的汽車零部件制造，往往需要制作昂貴的模具，而且生產(chǎn)周期長，成本高 。而 3D 打印技術可以直接根據(jù)設計模型，快速制造出零部件，無需模具，大大縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本 。對于一些小批量生產(chǎn)的零部件或者定制化的零部件，3D 打印技術的優(yōu)勢更加明顯 。比如，汽車制造商可以利用 3D 打印技術，快速制造出個性化的汽車內(nèi)飾件，滿足消費者對于個性化的需求 。據(jù)估算，采用 3D 打印技術制造零部件，生產(chǎn)周期可縮短 50% - 70%，成本降低 30% - 50% 。?
在汽車的原型設計階段，3D 打印技術也發(fā)揮著重要作用。設計師可以通過 3D 打印技術，快速制作出汽車的原型模型，對設計進行驗證和優(yōu)化 。這使得汽車的研發(fā)周期大大縮短，能夠更快地將新產(chǎn)品推向市場 。例如，寶馬公司就大量使用 3D 打印技術來制作汽車原型，每年制作的 3D 打印原型件超過 1000 件，通過這種方式，寶馬公司的新車研發(fā)周期縮短了 20% - 30% 。

航空航天：輕量化與的追求?
在航空航天領域，對零部件的性能要求可謂是嚴苛。激光 3D 打印設備就像是一位技藝的 “太空工匠”，為這個領域帶來了革命性的變化 。?
以制造航空發(fā)動機的渦輪葉片為例，這是一個挑戰(zhàn)性的任務。傳統(tǒng)制造工藝在面對復雜的內(nèi)部冷卻結(jié)構時，往往力不從心。而激光 3D 打印設備卻能輕松應對，它可以地控制金屬粉末的燒結(jié)過程，制造出具有復雜內(nèi)部冷卻通道的渦輪葉片 。這些冷卻通道的設計，能夠有效地提高葉片的耐高溫性能，使發(fā)動機在更高的溫度下穩(wěn)定運行，從而大幅提升發(fā)動機的效率和推力 。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，采用 3D 打印渦輪葉片的發(fā)動機，燃油效率可提高 15% - 20%，推力提升 10% - 15% 。?
在航天器的制造中，激光 3D 打印設備也發(fā)揮著關鍵作用。例如，制造衛(wèi)星的結(jié)構件時，通過拓撲優(yōu)化設計和 3D 打印技術，可以在結(jié)構強度的前提下，大限度地減輕部件的重量 。這對于提高衛(wèi)星的發(fā)射效率、降低發(fā)射成本以及延長衛(wèi)星的使用壽命都具有重要意義 。美國國家航空航天局（NASA）就曾使用 3D 打印技術制造了火箭發(fā)動機的部件，這些部件不僅重量減輕了 40% - 50%，而且生產(chǎn)周期縮短了 60% - 70% 。

設備主要技術參數(shù)

大成型尺寸 250mm(W)×250mm(D)×300mm(H)
成型精度 ±0.1mm
分層厚度 30-80μm
可成型材料 不銹鋼、高溫合金、鈦合金、鋁合金、銅合金
大激光功率 500W
激光波長 1064nm
鋪粉機構 懸臂式單向鋪粉機構
大掃描速度 7m/s
氣氛保護 Ar 氣戒 N2 氣氛
過濾等級 H13
設備尺寸 1172mm(W)×1664mm(D)×2270mm(H)
設備功率 10KW
工作環(huán)境 15℃-30℃
設備重量 約2T



設備分類
金屬激光 3D 打印機：采用粉末燒結(jié)成型技術，利用紅外激光器對模具鋼、鈦合金等金屬粉末材料直接燒結(jié)成型，用于制造航空航天、汽車等領域的復雜金屬零部件。
塑料尼龍激光 3D 打印機：利用紅外激光器對尼龍、尼龍玻釬等粉末材料進行粉末燒結(jié)成型，可生產(chǎn)小批量配件、功能性測試零件等。
水晶類激光 3D 打印機：可在水晶、玻璃等人造透明介質(zhì)里，通過激光打點技術打印出高精細三維模型。