3D打印又稱增材制造、快速成型、無(wú)模成型等,是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),通過(guò)逐層打印方式來(lái)構(gòu)造三維空間實(shí)物的先進(jìn)技術(shù),已被列入“中國(guó)制造2025重點(diǎn)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(xué)重慶研究院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、博士生導(dǎo)師楊治華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),圍繞“先進(jìn)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(duì)不同器件和需求進(jìn)行規(guī);庸どa(chǎn)。
楊治華介紹,團(tuán)隊(duì)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(shì),譬如低成本,提高材料利用率近100%,且無(wú)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(wú)源器件、多功能化共形傳感器、復(fù)雜結(jié)構(gòu)電路、復(fù)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(wú)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(shí)耗力、生產(chǎn)成本高,且在復(fù)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(shè)計(jì)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(fù)雜形狀及點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)加工。
更為重要的是,針對(duì)不同器件制備加工,楊治華團(tuán)隊(duì)利用“定制化”陶瓷3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī);庸どa(chǎn)。
他介紹,對(duì)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(duì)應(yīng)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(rùn)。
“3d打印技術(shù)可針對(duì)不同材料、不同規(guī)格,甚至不同功能,都可以用同一套設(shè)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(gè)樣品和幾百個(gè)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(jì)算機(jī)上建立電路模型,輸出3D打印文件,然后直接進(jìn)行電路打印,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理即可達(dá)到*終天線產(chǎn)品。
楊治華說(shuō),“整個(gè)流程下來(lái),*快在一天內(nèi)即可完成新天線的制作,可立即進(jìn)行優(yōu)化后天線的性能確認(rèn),從新型天線的設(shè)計(jì)、制作、驗(yàn)證整個(gè)流程上,時(shí)間會(huì)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(shí),不同的結(jié)構(gòu)需要不同的網(wǎng)版,網(wǎng)版的設(shè)計(jì)、加工、運(yùn)輸周期會(huì)很長(zhǎng),網(wǎng)版制作完成后,還需要印刷,后處理,才可以進(jìn)行驗(yàn)證!
目前,楊治華團(tuán)隊(duì)圍繞“先進(jìn)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(tuán)隊(duì)已與國(guó)電南瑞科技股份有限公司等10余家企業(yè)達(dá)成橫向深度合作意向。