激光选区熔化技术为客户创造更多价值

作者:SLM Solutions亚太区总经理 马建立先生 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2019-09-06
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作为一家全球性的集成解决方案供应商和金属增材制造合作伙伴,SLM Solutions始终致力于在工序链的每个阶段与客户通力合作,持续不断地提供技术支持和服务,提高SLM®(激光选区熔化)技术的普及和应用,并最大化客户的投资回报。

SLM Solutions亚太区总经理 马建立先生
SLM Solutions亚太区总经理 马建立先生

作为制造业各大工艺中最年轻的分支,凭借无模具需求、低形状敏感度的独特优势,经过30多年的发展,3D打印行业已经形成一条比较完成的产业链,包括上游的各类原材料、中游3D的打印设备和服务,以及客户端各领域的广泛应用。近年来3D打印行业规模保持高速增长,2018年全球和国内的3D打印产业规模分别达到了96.8亿美元和23.6亿美元,5年间的复合增速分别达了26.1%和49.1%,预计未来一个较长的周期内仍将保持快速增长。所以我认为,3D打印行业逐渐从行业导入期步入了成长期。如今,3D打印技术已经在军事、航空航天、医疗、汽车、模具、能源设备、机械设备制造及消费领域得到了一定的应用。

应用最广泛的金属3D打印技术

作为一家全球性的集成解决方案供应商和金属增材制造合作伙伴,SLM Solutions始终致力于在工序链的每个阶段与客户通力合作,持续不断地提供技术支持和服务,提高SLM®(激光选区熔化)技术的普及和应用,并最大化客户的投资回报。在各种3D打印技术中,SLM技术是发展最早、也是目前使用最广泛的金属3D打印技术。SLM 技术所使用的材料多为单一组分金属粉末,包括奥氏体不锈钢、镍基合金、钛基合金、铝合金、钴铬合金和贵重金属等。理论上讲只要激光束的功率足够大,就可以使用任何可焊接材料进行打印。SLM技术的基本原理是激光束快速熔化金属粉末,形成特定形状的熔池后自然凝固。其优点包括表面质量好、具有完全冶金结合、高精度以及可使用的材料广泛等。目前该技术已经广泛地应用到了航空航天、微电子、工业机械、医疗和珠宝首饰等行业。

SLM 800

相比于传统的制造工艺,SLM技术能给用户带来更多的价值。首先,SLM技术可以制造复杂形状的零部件而不增加成本。对于传统的减材制造来说,零部件的形状越复杂,制造的成本越高。但对于3D打印来说,制造一个形状复杂的零件和一个相当体积的简单形状零件所用的时间成本、物力成本都一样多。因此,相比减材制造而言,3D打印尤其适合制造形状复杂的零部件。其次,SLM技术可以实现高柔性生产,产品多样化而不增加成本。一台3D打印机可以打印出许多形状,它可以像工匠一样每次都做出不同的零件。对于传统的机床生产线来说,要加工不同形状的零件,需要对产线进行复杂的调整并匹配大量的工装模具。因此,3D打印尤其适合生产定制化的、中小批量生产的产品。

另外,由于3D打印可以制造出足够复杂形状的零部件,因此也就没有必要通过组装的方式来获得复杂的内部结构。这个特点除了节省了组装时间外,也带来了一些其他的好处,例如省去了焊接等环节,提高了强度;省去了螺丝、螺栓等连接零件,减小了零部件的重量;更加集成的形状可以实现更高的性能;大幅度减少的零部件数量也大大降低了过程质量控制的难度,这在航空航天等追求轻量化的高端应用领域中显得尤为重要。

3D打印行业发展迅速

目前,无论在全球范围内还是我国市场内,3D打印的行业规模都呈现快速增长。据咨询机构 Wohlers Associates 统计,2013年全球3D打印行业总产值为30.3 亿美元,2018年达到了96.8亿美元,5年间的复合增速达26.1%。该机构同时预测到2020年、2022年、2024年,全球3D打印行业总产值将分别有望达到158亿美元、239亿美元、356 亿美元,即从 2019~2024年间,全球3D打印行业仍将保持着年均24%左右的复合增速。相比全球平均水平,我国3D行业的市场规模增速更高,2013年国内3D打印产业规模仅为3.2亿美元,而到了2018年规模便达到了23.6亿美元,5年的复合增速高达49.1%。而且预计到了2023年,我国3D 打印行业总收入将超过100亿美元。

作为一个冉冉升起的制造工艺,越来越多的企业、机构和从业人员在快速进入这个行业,其中不乏大家所知的各大工业巨头。现在大家对3D打印已经从初步的围观开始进入到客观深入探索的阶段,随着人才和资本的不断聚集,我深信在不久的将来该技术将在工业制造体系中大放异彩。

挑战与准备

目前,3D打印面临的主要难点和挑战主要分为两部分:一是在现在的技术水平下,打印效率还是偏低,进而造成3D打印件的成本居高不下,限制了应用的推广,装备制造商需要不断提升设备的成型速率并研发成型尺寸更大的设备,以满足市场的进一步需求。二则对于客户而言,如何将增材制造融入现有的设计和生产体系,根据重点零部件的特点进行针对3D打印的优化设计,拓展并积累应用,是现阶段需要攻克的主要问题。

作为SLM技术的开创者和引领者,SLM Solutions始终坚持在技术专利和经验累积的基础上,不断研发并推出更大、更快且更贴合批量化生产需求的工业级金属3D打印设备,以满足日益扩张的市场需求。目前,我们已经在上海增设了总面积超过2000 ㎡的综合应用中心,配置了多台不同规格的金属增材制造设备,配合专业的应用团队全方位地支持客户创新。随着工业SLM技术的应用,制造业正在继续转型,我们希望通过整合SLM Solutions世界各地的应用中心所共享的技术资源,为中国客户提供高质量、高效率的技术服务,更好地促进SLM技术的发展与应用,为客户创造更多的价值。

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