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§发达国家3D打印的战略规划及发展经验(第5页)

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目前,LAAM并不用于直接制造零件,而主要用于各种组件的修理和改造。

在该项计划中,大尺寸3D井下组件(down-hole pos)将用LAAM技术制造出来。

(2)选择性激光熔融(SLM):SLM是一种借助计算机辅助设计(CAD)模型以及激光束的热作用融化、逐层堆叠粉末制造出产品的增材制造技术。

在SLM过程中,要先打印支撑结构,再构建伸出结构,但零件的几何形状和表面质量难以保障。

在该项计划中,为消除和减少支撑结构的使用,开发团队将研发一种新的处理质量分布的算法。

此外,开发新型具有优异机械性能的新材料也在计划之列。

(3)真空电子束熔炼(EBM):真空电子束熔炼(EBM)是在真空环境下,根据CAD模型,使用计算机控制的电子束连续逐层融化金属粉末形成产品的增材制造技术。

EBM是增材制造(AM)工艺中的一种比较高效的制造工艺,优点是低残余应力和低变形。

然而,这一制造工艺并无法解决表面光洁度和尺寸精度的问题。

在该项计划中,开发团队将着力解决这一问题,创新方法,综合运用建模、模拟、材料和工艺开发能力。

(4)PolyJet:PolyJet3D打印机可以通过喷射**光聚合物层创建一个三维的产品原型,不需要额外的固化后处理就可以立即使用,这样打印出的成品更精细且坚固。

在该项计划中,开发团队将开发新方式,直接使用PolyJet3D打印技术制造高分子蜂窝结构,推广可广泛用于制造各种轻质蜂窝结构的技术。

(5)选择性激光烧结(SLS):SLS工艺能使用高功率激光将细小的颗粒材料分层烧结成特定的三维形状,可用的材料包括塑料、金属、陶瓷、或玻璃粉末。

其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结及后处理等。

在该项计划中,开发团队将系统地研究基于物理的模型、计算模拟、新的聚合物基复合材料结合工艺开发以解决SLS技术制作的零部件的功能性和一致性的问题。

(6)光固化(SLA):光固化(SLA)技术是用特定波长与强度的激光作用于液态光敏树脂,从而逐层固化构建打印产品的一种增材技术。

在该项计划中,开发团队将开发低成本的光聚合物,增强打印的零部件的抗冲击强度,减少整体重量。

该技术将广泛应用于各种大幅面轻量级的梯度功能部件。

国外经验

在3D打印发展的历程中,我们看到,欧美企业对3D打印技术的系统性开发都离不开应用型研究所。

拥有20多台激光直接加工金属设备的德国弗朗霍夫激光研究所,不做产品,只做应用研究,专门为其他机构直接提供咨询和生产服务。

在3D打印领域,中小企业掌控了当下的主体市场,传统制造大企业还没有跟进。

实际上,一个国家创新体系中最活跃的群体通常都是中小企业。

根据美国小企业创新法,承担国家科技项目、获得较大财政资助数额的机构有责任向小企业转移技术。

欧美有专门支持小企业信用担保计划、小企业减免税政策、小企业创新的项目等。

对于中小企业的创新,一些发达国家也普遍通过减免税方式进行支持。

同时,发达国家的经验表明,政府的支持相当重要。

在一般性的应用技术研发领域,公司一般不愿意投资,无法完全依靠市场机制,而普遍性优惠政策可以由政府制定,对企业进行引导和调动,发挥创新能力。

先进技术计划(ATP)即是美国政府促进产业共性技术研发的典范。

ATP由政府提供引导资金,提供将近一半的研究投入,其余需要承担项目的公司进行配套。

企业可以直接获得政府的资助经费,大学和研究院所参与项目的实施只能通过联合企业来进行。

以营利为目的的美国公司拥有最终的知识产权,参与项目的政府机构、研究院所和大学等只能分享专项使用费,不能享有任何知识产权。

基于国家利益的考虑,美国政府有权免费使用ATP支持的技术成果,其他企业通过支付费用,获得该项目成果的使用权。

基于国外的成功经验,加大对技术的推广普及,更胜过产品推广。

因此要学会在利益共享、风险承担的机制下,分享共性技术,攻关针对产品升级的专项技术。

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