3D打印技術(shù)參考注意到,在2026年TCT亞洲展期間,華曙高科邀請到了計算工程(生成式設(shè)計)領(lǐng)域的知名企業(yè)Leap71的創(chuàng)始人及其中國代表到訪,同時他們將發(fā)表主題演講(具體時間見文末日程)。
在金屬3D打印以及關(guān)注航空航天的圈子里,Leap71的兩位創(chuàng)始人可謂已經(jīng)是明星般的存在。他們采用大模型開發(fā)先進結(jié)構(gòu),能在3個月內(nèi)完成發(fā)動機設(shè)計與試車全流程,此舉在全球范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。本屆展會,華曙高科也將展示雙方合作的重要成果。
?? 大尺寸AI生成式3D打印部件
2025年,華曙高科與Leap 71一同打造了一款名為高超音速預(yù)冷器的部件,并于去年德國formnext展會首次展示。該部件的制造細(xì)節(jié)于近日公布:部件尺寸為662×662×1480mm。
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左:Leap 71創(chuàng)始人手持零件縮小版;右:最終產(chǎn)品
根據(jù)3D打印技術(shù)參考的長期觀察,它可能是當(dāng)前已知的全球最大尺寸單件3D打印AI生成式部件。華曙高科采用FS811M-U-8平臺以及316L不銹鋼,歷經(jīng)420h制作完成。
首先,該部件展示了大尺寸金屬增材制造與人工智能驅(qū)動設(shè)計的融合,具有打破航空航天工程極限的巨大潛力。這款產(chǎn)品是單級入軌航天器的吸氣式推進系統(tǒng),如上圖展示的正反結(jié)構(gòu)圖可以看出,龐大只是特點之一。其設(shè)計極其復(fù)雜,由密集、規(guī)則且相互連通的網(wǎng)格或點陣結(jié)構(gòu)填充,具有專門設(shè)計的交錯結(jié)構(gòu),能充分散熱實現(xiàn)“預(yù)冷”功能,這對于高超音速飛行器至關(guān)重要。
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此外,復(fù)雜的內(nèi)部流道和外部結(jié)構(gòu)集成為一個單一部件,體現(xiàn)出3D打印一體化制造的特點,而如果使用傳統(tǒng)制造則難以避免需要多部件焊接。因此它是一個完整的、多功能的單一部件,具有輕量化、高可靠性的制造特點,這些特點對于航空航天領(lǐng)域極具吸引力。
此外,該部件的制造時間為420小時,也就是17.5天,這體現(xiàn)出華曙高科3D打印設(shè)備在超長時間、無人值守連續(xù)運行下的“耐力”。如此龐大、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件,任何的微小波動都有可能引發(fā)翹曲或開裂,這就需要設(shè)備在長時間運行時同時保障溫控系統(tǒng)精確、機械運動可靠、光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定、風(fēng)場運行一致。可以說,該樣件是華曙高科裝備在工業(yè)級可靠性方面的重要體現(xiàn)。
?? 經(jīng)典民用案例:高端自行車部件
華曙高科將展示的另一重要案例來自民用領(lǐng)域,展示知名自行車品牌捷安特如何使用華曙FS273M、FS350M設(shè)備突破制造瓶頸、提升高端自行車創(chuàng)新水平的。華曙高科主要展現(xiàn)3D打印帶來的三個層面的改變:
在產(chǎn)品上,該案例展示了捷安特使用金屬3D打印技術(shù)實現(xiàn)了零部件的集成、一體化制造,消除了大量傳統(tǒng)制造中的焊接,提升了部件安全性;結(jié)合拓?fù)鋬?yōu)化等手段在內(nèi),使產(chǎn)品的輕量化程度進一步提高。
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金屬3D打印一體成形自行車結(jié)構(gòu)件(圖片來源:馬路科技)
在研發(fā)上,3D打印極大提高了捷安特的產(chǎn)品迭代速度,從數(shù)周到數(shù)天,更多的設(shè)計得以嘗試;
在制造上,華曙上述兩款設(shè)備均是成熟的量產(chǎn)機型,滿足批量化制造需求,幫助企業(yè)實現(xiàn)高效生產(chǎn)、減少了材料浪費。
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近年來,高端自行車零部件制造已成為典型的3D打印民用案例。華曙高科也有意向市場傳遞其金屬3D打印解決方案已具備服務(wù)民用消費市場的能力。
??SLS技術(shù)3D打印鈦合金方案
采用SLS技術(shù)3D打印金屬在今年會得到實質(zhì)性發(fā)展,一個關(guān)鍵的信號之一就是華曙高科要在本屆TCT亞洲展基于其Flight403P-H設(shè)備現(xiàn)場開機展示這一方案。
與成熟的SLM高性能3D打印技術(shù)不同,SLS技術(shù)打印金屬屬于間接路線。它打印出來的只是生坯,還須進行脫脂和燒結(jié)。但該技術(shù)路線也有其優(yōu)勢,如打印效率更高,它可以實現(xiàn)無支撐堆疊打印。以閉式葉輪為例,采用SLM雙激光設(shè)備單缸年產(chǎn)量約為4000件,而采用華曙高科雙激光SLS設(shè)備,單缸年產(chǎn)量可以突破4萬件,提升了十倍,更適合中大批量生產(chǎn)。
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這也使金屬打印的成本得到了有效控制,華曙表示,該技術(shù)的單件成本與SLM技術(shù)相比降低了60%以上,材料也能全部回收,進一步降低了綜合成本。
在性能方面,該技術(shù)的有效性也得到了驗證。尤其SLS技術(shù)打印、脫脂和燒結(jié)之后的316L不銹鋼、Ti6Al4V鈦合金等材料的致密度可達99.5%,力學(xué)性能均能達到或超過ASTM、ISO行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);經(jīng)熱等靜壓處理后的性能接近鍛件。零件經(jīng)噴砂等手段處理后,表面粗糙度可達到Ra1.0μm,尺寸精度穩(wěn)定在±0.1mm,能夠滿足工業(yè)制造的需求。
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?? 基于SLS技術(shù)的PEBA柔性材料應(yīng)用
PEBA是近年來被關(guān)注較多的3D打印彈性體材料, 相比TPU、柔性樹脂等材料,PEBA材料展現(xiàn)出超20萬次90°彎折無衰減的抗疲勞性,以及1.0g/cm3的基礎(chǔ)制件密度,成為柔性3D打印材料的新選擇,機器人和高端運動裝備等領(lǐng)域也成為其重要的應(yīng)用場景。
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華曙高科指出, 結(jié)合超臨界物理發(fā)泡,SLS技術(shù)實現(xiàn)了微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)成形,材料發(fā)泡后密度可穩(wěn)定控制在0.3-0.5g/cm3,測試極限低至0.03g/cm3,與傳統(tǒng)TPU材料的相比減重達70%,同時實現(xiàn)了超過85%的超高能量回饋率。此外, PEBA 粉末能夠循環(huán)利用,具有綠色環(huán)保特性。
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本屆展會將展示SLS技術(shù)3D打印的PEBA案例包括機器人外殼晶格零件、機器人關(guān)節(jié)緩沖晶格零件等,此外采用SLS+PEBA還以制作機器人仿生晶格肌肉、抓取執(zhí)行器、鞋類等。
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