中国金属3D打印新突破，构件体积可达几十米：TD-SLM技术

高铁的大型金属构件，未来可3D打印...



“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。

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：

•        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。

目前，大型金属3D打印TD-SLM项目正在融资（融资目标数千万元）。项目如果投产，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。

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