CIMT2021部分增材製造機床展品評述-特種加工機（jī）床網（wǎng）-數控機床市場網

您現在的位置：特種（zhǒng）加工機（jī）床網> 技術前沿>CIMT2021部分增材製（zhì）造機（jī）床展品評述

CIMT2021部分增材製造機床展品評述

2021-8-9 來源：CIMT2021特種加工機床評述專家組作者：吳國興

2020年全球增材製造（3D打印）機床行業仍保持了正增長勢頭，金屬3D打印領域（yù）在（zài）2020年產生（shēng）了16億美元的收入，預計到2030年將增長到317.8億美元，10年總體複合增長率為35%。目前我國的（de）工業級增材（cái）製（zhì）造機床，無論（lùn）是機床的擁有量，還是與之相關的產值，都超過了全球總量的（de）三分之一。中國增材製造產業連續多年增速保持在20%以上。

展望2021年的增材製造市場（chǎng），工（gōng）業級增材製造（zào）機床的價位細分市場中，金屬粘結劑噴射3D打印機以及設計級和專業級價位中的複合3D打（dǎ）印機，均是最值得關注的。從長遠（yuǎn）來看，專注於批量生產的金屬（shǔ）和塑料3D打印機將引領3D打印行業的發展。預計2021年工業3D打（dǎ）印係統（tǒng）的出貨收入將穩定增長15％。

1. 金屬增材製造機床及（jí）增減材複合機床

本屆展會延（yán）續（xù）了上屆以金（jīn）屬3D打印機床（chuáng）為主的特點，並出現了更多增減材複合技術（shù）及（jí）機床產品。本次展出的3D打（dǎ）印機床，雖不一定是最新款，但在技術上均有所提升，設備性能（néng）和功能更加完善（shàn）。

瑞士GF加工方（fāng）案與全球最大（dà）的3D打印公司——美國3D Systems公司繼續聯手，進一（yī）步完善了增材製造全麵解決方（fāng）案，提出了（le）端到端的金屬增材製（zhì）造工作流程。方案中包括增材加工機床、電火花加工機床和激光表麵紋理加（jiā）工機（jī）床，以及銑削加（jiā）工中心和主軸，還有工裝夾具（jù）、自動化及軟件係（xì）統，由此有效（xiào）提升（shēng）了增材製造能（néng）力和競爭（zhēng）力。本屆展出（chū）的金屬3D打（dǎ）印（yìn）機DMP Flex 350（見圖1），依托3D Systems公司的直接（jiē）金屬打印（DMP）專利技術，最大成形尺寸（cùn）為275mm×275mm×420mm，配備500W（或（huò）450W）光（guāng）纖（xiān）激光器；成形（xíng）室抽真空至10-1 Pa，使用先進的（de）保護氣體氣流技術（shù），可製造高致密度與高純淨度的零件；激光窗口處有特殊設計的進氣口，可長時間保持窗口清潔，較長時（shí）保持成（chéng）形（xíng）室氧的體積分（fèn）數＜0.025‰；激光窗口兩側有（yǒu）可見光和紅外攝像頭，對預埋零件定位測量，實現修複或連（lián）續（xù）打印；采用功能完善的3DXpert軟件、LaserForm材料、真空環境及智能粉料管理係統，可實現如Inconel合金、鈦（tài）合金、鈷（gǔ）鉻合金、鋁、鋼等金屬材料的（de）增材製造。該公司的CUT AM 500電（diàn）火花線切（qiē）割機床，是獨特的分離增材製造工件專用機床。將該機床與DMP機床聯結（jié）起來，可保持工件完整，適用於自（zì）動（dòng）化生產，降低運行成本（běn）；采用快速切分工藝，能夠可（kě）靠切分有特殊支撐結構（gòu）和含（hán）有殘餘粉末的工（gōng）件；采（cǎi）用傾斜工作台及雙絲軸，分離速度快，精度高；采用水平切割（gē）細徑鉬絲，工件在切分加工（gōng）時（shí）保持基準精度及質量，確保工（gōng）件的工藝完整性（xìng）。

圖1 DMP Flex 350型金屬（shǔ）3D打印機床及成形室

日本沙迪（dí）克公司展出（chū）的金屬3D打印機LPM325，采用激光選區（qū）熔化（SLM）技術實現3D打印（yìn），在不改變設（shè）置的情況下，進行基準麵的加工；通過（guò）縮小（xiǎo）造型室的體積、優化煙霧回收方法，提高了造型（xíng）速度（dù）；標配了粉末吸收裝置，改善了成形室內的粉末處理流程；配置了專用的數控係統和（hé）CAM軟件（jiàn），可在不改變設置的情況下加工所打（dǎ）印（yìn）零件的基準（zhǔn）麵。同時，可與開發的新型NC裝置（RM4RP）聯結，具有統一的操作環境（jìng），可輕鬆完成增減材加工（gōng）的轉換（huàn）。

DMG MORI公（gōng）司展出（chū）的LASERTEC 30 SLM 3D打印機（jī）床，可（kě）進行多功能的複雜（zá）工件、隨（suí）形內冷道工件、拓撲結構優化的部件等的3D打印（yìn）。采用封閉式（shì）粉料循環係統及新型rePLUG可拆式粉料（liào）模塊，利於提高成形（xíng）質量，避免換粉汙染；采用統（tǒng）一的解決（jué）方案CELOS（CAD編程→機床控製），操作/編程（chéng）簡單方（fāng）便。另一機型LASERTEC 30DUAL SLM的（de）不同在於采（cǎi）用2×600W雙激光係統，提高生產力達80%；采（cǎi）用高精度光學模塊，掃描場100%重疊，調整（zhěng）光斑直徑（50-300µm）；采（cǎi）用新的（de）持續過濾係統，過濾器使用壽命>3000小（xiǎo）時，鈍化了金屬（shǔ）粉塵，顯（xiǎn）著提高了（le）安（ān）全性。

德國Precision Surfacing Solutions公司的millGrind BL10磨床，是一台增減材複合機床，以磨床為主，複（fù）合了激光熔覆和磨削（xuē）、銑削加（jiā）工，用於（yú）渦輪葉片（piàn）的加工及磨損葉（yè）片的修複。該機床可以檢測葉片的磨損區域，根據檢測結果進行激光熔覆、銑削和磨削加工。

中國（guó）航（háng）空製造技術研（yán）究（jiū）院早在上世紀90年代中（zhōng）期，就（jiù）與清華大學等單位合作，開（kāi）展（zhǎn）了激光選區熔化（SLM）和電子束選區熔（róng）化（EBM）技（jì）術與設備的研究。它依托（tuō）超大型真空（kōng）電子焊裝備的技術優勢，首次（cì）推出了EBM機床和SLM機床，引起了廣泛關注（zhù）。這些機型最（zuì）大的特點是超大的打印空間，EBM機床的最大成形件尺寸360mm×360mm×500mm，SLM機床的最大成形件尺寸≥810mm×450mm×730mm。EBM機床的真空環境可有效避免雜質元素混入，使零件保持良好的（de）組成，適用於多種合金；采用可快速更換的成形倉和供粉倉，以及粉末管理係統，減少了輔助時間的消耗；成形溫度高，可有效減小應力與變形，提高成形精度；掃描速度快（1000m/s），電子束流範圍（wéi）大（dà）（0-100mA），能量利用率高，成形效率高。SLM機床利用（yòng）高亮度激光，掃描振鏡的最高掃描速度達10m/s；采（cǎi）用高精密鋪粉，層厚範圍可調（20-50µm），可保證工件的成形精度；特別是（shì）可保持艙室的氣氛不變，氣氛的氧體積分數（shù）≤1‰，加（jiā）工（gōng）材料的種類包括鈦合金、不（bú）鏽鋼、鋁合金及碳鋼等。

大族（zú）激光智能裝備集（jí）團采用SLM技術，推出了HANS-M-1001機床（chuáng）（見圖2），適用於齒科、骨科（kē）、科研、教學等，可提供齒科醫（yī）療專用開放參數，可獲（huò）得醫療（liáo）鏤空結構；采用氮氣/氬氣保護，成形速度（dù）快，達120顆牙齒（chǐ）/5小時；采（cǎi）用下送（sòng）粉（fěn）供（gòng）粉方式，可選配柔性或（huò）剛性刮刀係統；采用Profinet總線（xiàn）控製（zhì），可通過遠程雲平台及APP監控（kòng）。

圖2 HANS-M-1001型SLM 3D打印機床

湖南雲箭集團采用SLM技術，推出了VM 280型3D打印機（見圖3），適用於不鏽鋼、鈦合金、鋁合金、鎳基合金（jīn）等（děng）。它采用（yòng）雙向鋪粉，提高鋪粉效率，縮短打印時間（jiān）；采用可變光斑，變化範（fàn）圍為65-150 µm，使得成形（xíng）更加高效；采用上落粉結構，可持續加粉，實現大型零件不間斷打印；采用三重過濾，降低煙塵（chén），延長過濾係統壽命；采用全新風場，確保（bǎo）打印質（zhì）量。

圖3 VM 280型SLM3D打印機床

本屆展會有多家3D打印產品的代理（lǐ）公司前來參展。例如，東莞寶力（lì）機械有限公司代理了德國EOS公司的選區激光燒結（SLS）機床、美國HP公司的多射流熔（róng）融（MJF）機床等。香港力豐機（jī）械有限公司除了同樣代理美國HP的MJF機床外，還代（dài）理了美國3D Systems公司的多噴頭塑料3D打印機ProJet MJP2500、彩色手板3D打（dǎ）印機ProJet CJP360等，美國（guó）Markforged公司（sī）的Metal X7金屬3D打印機（采用其特有（yǒu）的原子擴（kuò）散增材製造ADAM技術）、工業級尼龍/碳纖維（wéi）3D打印機X3和X5等，波蘭Sinterit公司（sī）的（de）桌麵級SLS3D打印機Lisa1等。深圳馬（mǎ）路科技有（yǒu）限公司代理了美國3D Systems公司（sī）的DMP Factory及3DXpert金屬3D打印機、ProJet MJP2500等。

2. 非金（jīn）屬增材製造機床

廣州形優科技有（yǒu）限公司展出了多款非金屬材料增材製造機床，包括美國Stratasys公司的FDM 3D打（dǎ）印機Fortus係列、POLYJET光固化3D打印機Objet係列等，美國（guó）Formlabs公司的（de）光固化3D打（dǎ）印機Form 3/3L係（xì）列，美國Markerbot公司的（de）methodX尼龍/碳纖（xiān）維3D打印機等。這些設備可（kě）實現熱塑性塑料、碳纖維增強尼龍材料的增材製造（zào）。

美國Stratasys公（gōng）司的FDM 3D打印（yìn）機Fortus 380mc（見圖4），主要特點包括：操作環境潔淨、安全，材料無毒，材料利用率高，可選材料多，可（kě）以在辦公（gōng）室、家庭環境下（xià）進行（háng），沒有產生毒氣（qì）和化學汙染的危（wēi）險；可使用工程塑料構建堅固耐用的零部件，如Diran 410MF07尼龍係列工程級熱塑塑料等；本係列產品的（de）分層厚度為0.330/0.254/0.178/0.127mm（可選），精度為0.04-0.07 mm；采用優化的支撐結構和可溶性支撐材料，易於去（qù）除支撐。可用的高（gāo）性能打印材料（liào）種類較多，包括基礎材料（ABS-M30、ABS-M30i、BS-ESD7、ASA）、工程材料（PC、PC-ISO、PC-ABS、Nylon12、Antero 800NA)及高端（duān）材料（Ultem9085、Ultem1010、Nylon12CF、ST-130）。

該公司的Poly Jet3D打印機采用Poly Jet聚合（hé）物噴射光固（gù）化工藝，使用Poly Jet聚合物（wù），可同時混合多種基礎成型材料，支持全（quán）彩色打印（yìn）；成型模型質量高，最薄層厚為14µm，確保獲得表麵質量高、細節表現（xiàn）好的部件和模型；精度高，精密噴射與材料性能可保證（zhèng）細節精細；環保清潔：適合辦公室環境使用，樹脂（zhī）盒方便更換，支撐容（róng）易（yì）去除，噴頭可單獨更換；多用途：材料品種多樣，可適用於不同幾何形狀（zhuàng）/機械性能及顏色的部件，數字材料約15萬種顏色，可同時提供為眼鏡定製、醫療領域及個性化定製需求強烈的行（háng）業開發的專用材料。

美國Makerbot公司的（de）尼龍/碳纖維3D打印機METHOD X，通過推出Method Carbon Fiber Editions進入了3D打印的新階段，能夠（gòu）為（wéi）製造工具、夾具和固定裝置打印更堅固、更精確的尼龍/碳（tàn）纖維零件，並且在某些應用中（zhōng）可用於製造金屬替換零件；零件表麵粗糙度有所提升，特別是與新的加熱室退火功能相結合時，效果更佳；用戶可借助可溶性或分離式支撐（chēng）結構，打印出具有複雜幾何形狀的零件，表麵粗糙度得（dé）到改善；采用不同配比的尼龍碳纖維複合材料，主要麵向汽車、航空等（děng）行業，打印輕（qīng）量化的金屬零件替代品，其良好的熱性能和機械性能也帶來了較高的成本效益；相比競品的改性ABS配方，MakerBot的材料硬度高26%、強（qiáng）度高12%，而且耐高溫能力也提升了15℃；由於支持雙擠出頭，METHOD X ABS可以與（yǔ）Stratasys公（gōng）司的可（kě）溶性支撐材料SR-30同（tóng）時進行3D打印，獲得更佳的支撐效果（見圖5）。

圖4 Fortus 380mc型FDM 3D打印機床

圖5 MethodX型尼龍/碳纖（xiān）維3D打印機床

湖（hú）南雲箭集團采用SLS技術（shù），推出了VS-DP係列3D打印機，成形材料包（bāo）括覆（fù）膜砂、PP、PS等高分子材料。此機床主要（yào）特點有：一（yī）機多材，材料利用率>90%；專（zhuān）為精（jīng）密定製化鑄件的製造設計，達（dá）到高精度（dù）成形（xíng）；成形尺寸大（dà），專為小批量定製化鑄件設計；多區溫控，設備的溫度場更加均勻；全自（zì）動真空定量送粉，智能化（huà）按需供（gòng）粉。

投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件（jiàn）發表，或進行資訊合作，歡迎聯（lián）係本（běn）網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名（míng）企（qǐ）推薦

業界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博（bó）文（wén）選萃

| 更多

數控機（jī）床