北京隆源以技术优势引领中国3D打印
北京隆源总工程师冯涛,毕业于清华大学,曾任职于清华大学高分子材料研究所,具有丰富的高分子材料和激光光学的理论和实践经验,是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着深厚的造诣。早在1995年,他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,适合多种用途。在他的带领下,北京隆源相继成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂的工艺制作方法,以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的应用方法。
对于SLS的成型材料,冯涛为之一一作出了详解。
聚苯乙烯是最早工业化的塑料之一,属于无定形聚合物,它的比热度低,加热流动和冷却固化速度快,熔体粘度适中,且流动性和热稳定性较好,有利于SLS烧结成形。聚苯乙烯无明显熔点,熔融温度的范围较宽,约在95℃开始软化,120℃~180℃之间成为流体,300℃以上开始分解,放出气体,到380℃以上就会剧烈分解。聚苯乙烯受热后可熔化、粘结,冷却后可以固化成型,而且该材料吸湿率小,成型件浸树脂后可进一步提高强度,主要性能指标可达拉伸强度≥15MPa、弯曲强度≥33MPa、冲击强度≥3MPa,可作为原型件或功能件使用,也可用做消失模铸造用母模。
陶瓷作为一种重要的结构材料,具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点,无论传统工业领域还是新兴的高技术领域都有着广泛的应用。然而,陶瓷所固有的高强度、高硬度等优点却同时给陶瓷件的成型、加工带来了很多困难,因而陶瓷粉末很难通过SLS技术直接烧结。为解决这个问题,常用的方法是添加有机粘结剂、无机粘结剂和金属粘结剂。北京隆源公司提出以Si3N4(氮化硅,一种新型陶瓷的主要成分)粉末为原料,利用SLS制备介观α-SiAlON陶瓷转子的方法。即对Si3N4粉体表面进行无机、有机两次包覆改性,进而制得坯体。这种采用粘结剂