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山西增材制造研究院3D打印取得阶段性成果

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  • 发布时间:2020-11-02 14:29
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通过仪器扫描获取三维牙根数据,再经电脑软件设计,一颗与真牙一模一样的钛合金或氧化锆材料假牙从3D打印机里打印了出来。目前,位于示范区晋中开发区的山西增材制造研究院与省城口腔医疗机构开展产学研合作,在3D设计模型转化为现实产品方面取得了突破。记者了解到,山西增材制造研究院在牙科3D打印方面取得的成绩仅仅是其中的一个方面,研究院自201612月挂牌运行以来,已在教育、医疗、工业、文创等方面取得了阶段性成果,在国内3D打印行业占有重要地位。

3D打印学名为增材制造,是一种以数字模式文件为基础,运用金属、塑料等材料,通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。在山西增材制造研究院3D打印展示室里,十几台高低不等的3D打印设备分布四周,中间的桌子上则摆放有杯子、运动鞋、人体骨骼、汽车模型、城堡模型等通过3D设备打印出来的各种模型。

3D打印实现了制造从等材、减材到增材的重大转变。”山西增材制造研究院院长宫涛告诉记者,减材加工工艺主要指切、铣、磨等加工工艺,以铸、锻、焊等为主要代表;3D打印则是增材制造技术,以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术,可以一次制造任意复杂的零部件。

宫涛介绍说,3D打印在实体制造中省去了冗长而昂贵的模具制造过程。以前生产一个模型,工程师往往需要先用计算机模拟,辅以人工用钢铁、石膏、粘土、木头等材质制造模具,产品在大规模生产前,还要进行多次打样和修改。而3D打印机能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,极大地缩短产品的研制周期,大幅减少成本投入,还能较精准地塑造复杂精细的造型。由于减少了加工工序,3D打印能大大缩短新产品、新工艺的开发成本与周期。宫涛拿起一个切割开的零件说,像这样呈立体网状结构,工艺复杂繁琐,先进的制造方式可缩短生产周期70%,降低成本70%

记者了解到,隶属于山西化工研究所的山西增材制造研究院落户示范区晋中开发区以来,以中国工程院院士卢秉恒领衔,组建了我省首个3D打印材料研发院士工作站,这也是卢秉恒院士在全国3D打印产业布局中唯一的材料研发平台,承担3D打印材料的创新研发和应用推广。

依托山西化工研究所在聚氨酯合成材料和助剂两大领域研究的技术优势,山西增材制造研究院开发出一系列热塑性打印耗材,具有良好的机械强度和耐候性、热稳定性,可实现不同产品对不同强度的要求。工程塑料材料实现了3D技术打印一定程度的普及,而金属和合金材料的应用决定了3D打印技术的高度,在特殊环境中,金属材料打印甚至应用于航空航天、工业制造。

记者在实验室里看到,一台3D打印机正在工作。高能激光将钛合金粉末一点一点烧熔,金属粉末按数据模型指令以微米级精度一层一层堆积,逐渐形成一个造型复杂的精密铸件。“3D打印与传统铸造技术的结合,能弥补3D打印韧性不足、易断裂的缺陷。”宫涛说。

山西增材制造研究院成立以来,承担着山西省2017重大专项“增材制造(3D打印)用高性能成形材料研发及产业化”、2018年度中央引导地方科技发展项目“高性能聚合物材料3D打印开发中心等多项科研任务,并与中科院煤化所等多家企业、高校、科研院所合作开发3D打印新材料。

目前,山西增材制造研究院正在建设总量为400/年的高性能3D打印高分子材料粉末材料和线材生产线以及3D打印材料应用测试评价实验室、4001000/天金属牙冠生产线、50/年光敏树脂生产线等一系列产业化项目,力争为我省制造业转型升级作出积极贡献。

来源:晋中广电融媒中心

 

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