全球首台金属/非金属一体化3D打印机？武汉华科三维

2017年12月15日，南极熊看到，武汉华科三维发布了一个“重磅消息”：这是个全球3D打印行业值得关注的“大日子”，武汉华科三维科技有限公司经过数年的研究和试验，研制出了世界首台可以同时打印非金属材料和金属材料的工业级3D打印装备HK PM250.

SLS和SLM都是使用激光作为能源，照射融化粉末材料，层层堆叠成型。但这两个技术合二为一，技术难度多大？实际应用如何？


在以往的3D打印装备中，非金属材料和金属材料的3D打印有着明显的界限。无论是装备的配置，还是零件的打印工艺，都有较大区别。现实应用中，当我们需要一次打印出非金属材料和金属材料结合紧密或者内嵌的零件时，还没有可行的方法。需要用不同的3D打印装备分别打印制造，然后手工组装在一起。

为此，武汉华科三维科技有限公司通过长时间的研发和工艺探索，将SLS和SLM工艺相结合，开发出世界首台可以同时打印非金属材料和金属材料的工业级3D打印装备HK PM250，实现了在一台装备上既可以打印非金属零件，又可以打印金属零件。该装备已提供给南京农业大学，用于科研和教学工作。

五大创新点

1、金属/非金属一体化材料复合成形

提出了光纤激光器+CO2激光器的双激光复合扫描系统，开发了一套金属/非金属多功能打印系统，研究了一套预热、熔化和光整的工艺，解决了两类材料需不同装备的难题，实现一台设备完成金属和非金属的复合打印工作。

2、精确定位吸粉/送粉机构，实现工作面上多材料精确送粉

在此基础上，我们设计了特殊的定向吸送粉机构，根据零件功能和设计需求，可针对指定区域粉末进行吸取和定量喷送，精确控制在零件的不同部位打印非金属或者金属粉末，从而实现非金属粉末和金属粉末零件的一体化成形，如一次打印出内部镶嵌电路的尼龙零件。

3、高精度高效率铺粉技术

提出了精密双导轨自转式铺粉技术，发明了双送粉缸一体式粉床铺粉装置，解决了SLM工艺对铺粉系统高平面度、高效率要求的难题，提高了送铺粉效率，铺粉平面度误差小于0.02mm，零件成形精度达到100±0.1mm。

4、一体化抽真空成形腔，氧含小于100ppm

该装备采用抽真空方式来保证成形室内的气氛，通过专门的气密设计，保证成形过程中的氧含量可控制在100ppm以下。

5、零件特征自识别及自适应扫描填充生成技术

提出了零件特征自识别及自适应扫描填充生成技术，开发了面向SLS/SLM设备的模型数据预处理软件系统，实现了不同特征大面积（250*250）成形自适应扫描，解决了大尺寸复杂零件加工精度难以保证、加工效率不高的问题。

对于3D打印创新技术，南极熊认为十分应该支持鼓励。国产3D打印厂商，也任重道远。


武汉华科三维公司官方简介
武汉华科三维科技有限公司地处武汉中国光谷东湖高新区，是华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室快速制造中心的增材制造技术转化和产业化基地。华科三维先后得到科技部、教育部、国家自然科学基金委员会、国家863高科技计划、湖北省科技厅和武汉市科委的支持，一直从事3D打印技术、装备及材料的研发、生产和销售。在国内外已销售工业化的3D打印装备300多套，并出口到英国、新加坡、俄罗斯、越南等国。为国内外航空航天、汽车等行业制造了上万种各类复杂零部件，如在陕西航天动力高科技股份有限公司、西安航天发动机厂、航天八院上海航天装备制造总厂、湖北三江航天红阳机电有限公司、沈阳航空航天大学等多家航天企业、高校和研究院所获得广泛应用。在SLS工业3D打印装备的大型化方面，走在世界前列，推出的1.4米×1.4米台面的商品化装备是目前投入实际应用的世界上最大的同类装备。