金属3D打印件可达几十米体积，TD-SLM新技术来了

“可以直接3D打印一个飞机机翼的大型金属3D打印机，国外即使有，肯定也会对中国禁运。核心技术还得我们自己来。”在某一次行业交流活动中，有人对南极熊说。

2018年6月13日，南极熊介绍一个新型的金属3D打印技术——TD-SLM，它可打印体积达几十米的金属构件，有望给大型金属件制造带来革命性突破。而且，这个技术来自中国北京。


△第一代TD-SLM直径4m-6m级圆形装备图

南极熊从国家知识产权局网站获悉，由北京龙族梦三维科技有限公司法人窦鹤鸿申请的TD-SLM特大型金属3D打印装备的系列IP（知识产权）成果，获得了第17项国家专利授权。据悉，该技术成果是在原SLM工艺技术的基础上，进行了全系统、全要素的创新。而且该公司已经申报了8项国际专利，已完成第一阶段程序。

众所周知：3D打印技术被称作现代制造业技术的王冠，而SLM即激光选区熔化工艺被誉为“王冠上的明珠”，也是被国际制造企业产业化应用最广泛的金属3D打印技术。

但长久以来该技术由于受激光振镜偏转角度的限制，致使成型构件体积较小，无法成型大尺寸功能件，这已经成为制约该技术乃至整个金属3D打印行业应用与发展的主要瓶颈。

几十年来，全世界在该技术领域虽有一定进步，但没有颠覆理论性质的实质性突破，目前已知的德国最大SLM装备成型构件的体积只有800mmX400mmX500mm。

而TD-SLM技术不但可以成型1000mm级体积以上的构件，同样可以成形几米、十几米、几十米体积的构件，这无疑为世界第四次工业革命进程，实现工业全领域智能化制造提供了最佳解决方案。


△第一代TD-SLM  2m级装备图


1702年托马斯 · 纽科门发明蒸汽机62年后，被当时的机器修理工詹姆斯 · 瓦特发现了缺点，并在马修 · 博尔顿投资下改进了蒸汽机，产生了第一次世界工业革命，从而缔造了第一个称霸全球、号称“日不落”帝国的英国。今天中国没有“称霸”的思想，但我们应该注意的是工业制造业的国际竞争从未停止过，哪国掌握了“制造业的话语权”就会在国与国的竞争中获得相对的战略优势。这或许正是《中国制造2025》开篇就指出：“制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基”论述的原因吧！

“我们的技术价值，绝不是生产现有的任何一款产品所能体现的，而是改变整个工业设计的思想和体系，这是未来中国工业装备制造和世界工业真正需要的，我们的TD-SLM装备实现了理论重塑、工艺再造和技术突破完全可以满足这个需要”，北京龙族梦三维科技有限公司法人窦鹤鸿。



第二代TD-SLM  作业面1450mmX1450mm装备图

据悉，该项目投产后将解决智能化制造在大型金属构件制造领域“举足不前”无法实现的现状，未来5年可为火箭发动机、太空舱、返回舱、火箭燃料贮箱等多形航天器和高铁转向架及航空装备提供一体化智能技术解决方案。

我国航天发射1g重量的成本是20000元人民币，而通过TD-SLM技术一体化生产大形航天装备后可使重量大幅减轻，其经济价值不言而喻。而该公司未来十年的目标是核电站压力容器和大飞机等10几米级和几十米级特大型工业装备的构建。

目前，大型金属3D打印TD-SLM项目正在融资，项目有望投产。届时或许给工业制造将带来革命性的变革。如果你对项目资料感兴趣，可以填写下面申请表https://www.wenjuan.com/s/Jni2mi/，或联系南极熊。

TD-SLM工艺的技术特点概述：

• 第一，从思想上颠覆了现有SLM技术与装备的设计理念、理论基础和技术认知，不在其技术范畴内思考问题；
• 第二，在保证激光系统各项加工参数不变的前提下，给它装了个大脑，让它会“思考”、能“行走”；
• 第三，用智能化设备和独创工艺整合各个系统，以满足激光系统“行走”的需要，让构件尺寸极限放大。
  

突破的SLM工艺主要技术壁垒：
可概括为：

•        1、多场镜分区扫描衔接面积一体化智能合成技术；
•        2、多激光智能光路控制、光斑聚焦与精准定位技术；
•        3、独创多激光器长时间作业智能冷却同步温控技术；
•        4、独创构建过程智能分区梯次热熔温控保持技术；
•        5、独创特大型装备高温作业环境场智能温控管理技术；
•        6、独创超大空间作业环境场智能监控管理技术；
•        7、独创供粉、铺粉、平粉、集粉一体化智能作业形态及控制技术；
•        8、独创特大型装备智能移动、组合、密闭、构建、取件关键性技术；
•        9、独创多激光线缆中继密闭动态柔性冷却智能同步温控及管理技术；
•        10、独创闭仓质量缺陷实时智能修复技术。
  

不可说
创新的过程，包括解释质疑，甚至应该欢迎质疑。但中国人需要对自己有信心，这是民族希望所在。颠覆是不能随意说，但颠覆难道不能是中国做吗？集体的共性思维取得不了颠覆性创新，这是人类发展历史见证了的，有些人需要学习一下，历史上颠覆性意义的创新绝大多数是某个个体的想象力。做为中国人多点自信还是需要的。
2018-06-13 18:10:38

大兵：应该是多振镜扫描，每个振镜负责一定的区域，相临振镜间扫描有重合区域已达成区块之间的拼接，才得以行程大体积，这种虽然解决了体积问题，依然没能解决效率问题，与传统加工相比还是有一定的优势。 或者有多个振镜，但是振镜安装在导轨上，振镜在扫描区域有限的情况下，可以借助振镜在导轨上的运动以扩大扫描区域，从而加大打印体积，不过这一种情况下，导轨的位移误差和振镜的扫描误差累计会使误差放大，加工的产品不精细。聚焦镜误差大会导致激光扫描到粉末层的有效功率不均衡，会出现过烧，欠烧的情况，加工的成品可想而知。如果这些问题作者都考虑了，也解决了，这个成品还是值得期待的

这么大的幅面气流管理是一个很大的问题，怎么保证打印过程的烟尘可以良好的排除以及整个幅面气流的均匀性

李强
别动不动就颠覆，获得什么专利不代表任何东西，先别吹那么大，先做一个1立方米的验证机验证啊，这个也不需要太多钱，还没学会走路，就说飞的多高，只会摔得更惨。再者说国内外这么多牛叉企业搞了多少年了，就你牛叉？SLM设备的复杂度不是简单了解原理就能咋样的，这不是互联网创业，有个主意就能融资烧钱。
2018-06-13 16:14:48

李强
@不可说 或许我刚才说的关于专利的事情过激了一些，表示歉意，好的专利当然是有价值。SLM技术个人认为，也是业内普遍看法，是不适合做大型构件的，问题太多，其他留言也说了一些，EOS等行业领先者为何不去做你们说的这种大型构件呢？难道仅仅是技术原因吗？做大型构件最大的价值一个方向是于大型钛合金承力结构件，slm技术本身在微观结构方面还是有些问题，很难做承力结构件，并且承力件一般实心结构，slm技术由于效率、应力等原因，很难做大；另外一个方向就是文中所说薄壁复杂结构件，也是目前的主流应用，特别是航空航天，但是这种零件由于不会受力，一般不会特别计较一次成型，完全可以多次成型然后拼接，这样效率更高，失败风险也会大幅降低。
2018-06-13 23:28:51


李强
@不可说 （接上文）至于核电方向，说说而已，不要当真，10年内不要考虑了。后面有个留言是粉末量的，咱们也简单算算，这种高成本的零部件，在航空航天领域，一般以钛合金材料为主，就算10立方的吧，填满成形仓，不考虑粉末填充率，大概45吨粉末，一吨钛粉咋也要100万以上吧，这么大的构件不可能用太垃圾的钛粉，那么做一个零件，就需要准备4500万的粉末，好一些的钛粉的话，基本也1亿RMB了，这仅仅是一次成型的粉末。有谁能用的？不要说航空航天不差钱。还有设备的费用呢？整个中国你能卖几台这样的设备？这个设备不是说不好，能做出来当然是国之重器了，但是如果是当一个生意来做，真心建议不要浪费投资人的钱，这个体量的投资还是交给国家来做吧。没别的意思，是否做这个是你们自己的事情，我是瞎操心，希望你们能做成，但是考虑清楚是否值得来做这个赚钱。
2018-06-13 23:30:12

张政
基于小编提供的描述，猜测这个应该是一个多振镜拼接+振镜移动的设备，从目前的技术成熟度来讲，拼接部位的力学性能层身就不稳定，再加上振镜还要移动，会造成零件拼接尺寸误差，对于承力构件有致命缺陷
2018-06-13 14:53:09

Andy
激光器、振镜、剖分软件，粉末才是核心，现在基本都是靠进口，没有核心技术，光能把零件做大有什么用……看着做出来都好着呢，设备问题一大堆

陈溪 😊 😊
技术创新不是简单的事，但龙族梦有国内一流专家团队，相信他们会做的更好。提醒一下哪些似懂非懂的同袍，你们为什么这么不愿看见国人强大呢？老眼光要改改了，技术进步就是时代进步与人类社会进步的客观要求，今天龙族梦提出这样的技术思想，就值得肯定。我支持一下。
2018-06-13 18:19:36

洞悉未来
激光和振镜系统的软硬件技术是该技术实现的基础和前提，这也是3D打印产业化分工越来越明确带给业内企业的好处，因为现在的光学系统技术已经满足了这些要求。但必须说一下，几米级体积的构件，能成型和从装备中取出来，这已经是现有技术无法完成的了。他们的创新既然是全系统的，这些辅助技术就值得点赞。
2018-06-13 18:32:26

洞悉未来
说专利不代表任何东西，这种话的人，你运气真好，因为我可以免费教会你一下。告诉你，专利代表：垄断。补充一句，是法律保护的垄断。学会了吗？拜托，你不懂，就不要乱说啦。丢人啊 。每一项专利一定是一份完整的技术方案，否则不满足专利授权的客体要求。你可以说，不是所有专利都有价值。但不能说专利不代表什么。
2018-06-13 20:44:05

洞悉未来
@李强，你知道什么是TD—SLM技术吗？我担保你不知道，你是第一次见到图片中这种技术形态的金属3D打印机吗？我担保是。你自己说一句对不对。谁告诉你，人家是SLM技术了？你知道人家的技术方案吗？人家说了，不在SLN技术范畴内思考问题，听得懂吗？请问，10年后钛金粉末多少钱？恐怕明天多少钱你都不知道。谁告诉你的人家要用钛粉的？就算用，你怎么知道人家用不起的？真邪性啊，你是人家的团队成员？哈哈。学会看文章啊，人家为什么说的这些应用场景，而不是其它方面的？这叫目标市场，都是国家重点大项目，大工程，你怎么知道国家资金不会用在这种创新企业技术进步上的？你了解多少国家增材制造产业政策？人家的技术方案，发展战略，政策支持，包括资金使用，你怎么会这样清楚？怎么做出哪些判断的？不懂，不乱说是最好的选择啊！装懂也得大概懂点啊。昨天教会你一个问题，今天出来承认错误，你还不甘心，又学会了不少吧。
2018-06-14 09:57:23