探索3D打印前沿科技丨汉印以创新驱动产业升级技术纵深改变生产方式

  说起3D打印,很多人首先会想到玩具、手办等模型的制作。有些人甚至会有疑惑,为什么3D打印近几年似乎发展缓慢,难道这个风口过去了吗?

  事实上,3D打印一直是智能制造领域中一项重要的发展产业。从2015年3月,三部委发布《国家增材制造产业高质量发展推进计划(2015-2016年)》,3D打印产业正式上升到国家战略层面。

  十几年来,中国的3D打印产业可以说正如火如荼地发展,但为什么大多数人却比较少接触到3D打印呢?目前国内又有哪些龙头的3D打印厂商?本文,将以3D打印的技术特点、应用和市场普及等角度,阐述3D打印在推动中国人机一体化智能系统的重要性。

  3D打印技术之所以让大多数人首先想到玩具手办等模型的制作,是因为这项技术在消费领域的应用和具象表现大多分布在在此。其实,3D打印还大范围的应用在航天航空、医疗辅助、汽车制造、电子电器、建筑规划设计等工业和商业领域。

  3D打印也叫增材制造,它的技术特点简单说是通过逐层堆积材料来创建三维物体,与传统的成型制造和减材制造(如切削、铣削)相比,这样的形式灵活性更好和高效。同时它还具有设计自由度高、材料利用率高、定制化生产、缩短供应链链路等诸多优势。

  了解了3D打印的技术原理和优势,我们难免还会有些疑问:3D打印技术本质上通过逐层堆积材料来创建三维物体,那它在不一样的行业应用中所使用的材料也不同,这是不是说3D打印技术应该也是多样的?

  目前,应用较为广泛的3D技术有选择性喷射熔融(SJF)、选择性激光熔化(SLM)、立体光固化(SLA)、选择性区域光传输(LCD)等,每种方法都有其特定的应用场景和优势。能较好掌握这些技术,并进行技术应用和商业化的厂商,放眼全球也并不多。特别是选择性喷射熔融(SJF)技术,因其通常用来制造复杂结构的零件,且其配套的可变墨滴、智能温控等技术有较高的门槛,所以该技术的应用并不多见。

  随着我国持续推动3D打印产业的发展,近年来涌现出了一批优秀的,拥有核心3D打印技术的企业,而汉印作为国产打印品牌中的翘楚,不仅掌握了相对完善的3D打印技术,在选择性喷射熔融(SJF)技术的应用上,更是走在了全球前列。

  选择性喷射熔融(SJF)是基于高分子粉末床、添加光敏、热敏引发剂促进局部烧结粉末,逐层制造零件的新兴技术。汉印创新性地将先进的单溶液成型技术融入其中,并结合闭环温度控制和墨滴检测技术,实现高效、高精度的3D打印。

  在今年5月亚洲3D打印增材制造展览会(TCT亚洲展)上,汉印就率先推出融合了前沿3D打印技术的SJF-P380,这款颠覆性的产品,吸引了海内外众多业内人士、媒体以及相关领域从业者的关注。

  作为汉印自主研发多年的创新性产品,在技术集成、后处理需求、打印速度以及打印精度和表面上的质量等环节都实现了突破,而这几个层面也是目前3D打印行业面临的技术挑战。

  在技术集成方面,3D打印技术需要与传统制造技术、人工智能、新材料技术等其他技术进行相对有效集成,以实现更广泛的应用。汉印的SJF-P380集合了AI图像诊断、在线喷墨检测、实时远程监测和汉印自研的软件系统,实现了从设计、打印,到后处理、喷砂、表面处理等工序的智能化应用。

  在后处理需求层面,以往3D打印出的零件需要去除支撑结构、打磨、涂层等环节,这增加了制作的完整过程的复杂性和成本。汉印SJF-P380配备后处理站,打印完成后将在密闭的后处理站内进行粉末处理,不仅更加环保,回收后的粉末也能用于二次加工。

  在打印速度层面,汉印SJF-P380满缸打印时间仅11个小时,相比大多数此类3D打印设备,足足提升了近5个小时,打印效率的提升满足了大规模生产的需求。

  在打印精度和表面上的质量上,汉印该款产品采用了工业级的压电陶瓷喷头,相比热发泡喷头来说,综合使用成本和维修成本都降低。同时,搭配上汉印单流道、单喷射的设计,以及可变墨滴,提高了打印精度和打印层级度,而这带来的直接改变就是成品表面、边缘及内部复杂结构的废料将减少,进而提升成品的质量。

  整体而言,SJF技术能制造出具有较高刚性的零件,能达到传统制造中模具成型的要求。并且由于其加工方式是逐层堆叠,因此在生产效率上也相比来说较高。特别是,SJF技术在制造复杂几何形状的零件方面具有非常明显优势,可以在一定程度上完成设计自由度的最大化。同时,它还能减少材料浪费并缩短生产周期。因此,SJF技术有可能成为未来3 D打印工业化的主流技术路线。

  作为工业级的打印机,汉印SJF-P380除了能满足轻重工业批量化生产需求的零部件打印外,也能为医疗行业诸如手部矫正器械、矫形鞋垫、腿部矫正支架、眼镜等产品提供技术支撑,同时因其高分子材料以及PA12、TPU等可支持材料的属性,还大范围的应用在柔性材料产品的制作上。

  当然,作为一款覆盖多领域的3D打印设备,在无人机机架,电子改装件,电子科技类产品结构件等消费级3C产品上,SJF-P380也能轻松驾驭。

  整体而言,汉印发挥了其在打印机核心打印头的优势,并通过自建IOT平台,逐渐实现产品在智能化上的升级,而公司也将该技术核心往消费级3D打印延展,推出FDM系列消费级增材制造设备。

  此外,基于可变墨滴技术和自研墨水,汉印在家用喷墨打印机产品上则实现了“降维打击”。

  汉印新近推出的喷墨打印机V1,在使用0.92英寸超大打印头提升打印速度的同时,还采用了专业图片优化的技术,外加四重色控技术,以及前沿的智能防堵系统,能在保证打印色彩优质的同时又能防止墨水堵塞、晕染等问题。

  同时,汉印因其在数码印花机、3D打印机等赛道的深耕,自研墨水也取得了突破性的进展,如今仅数码印花机这个品类就有数码印花活性墨水、数码印花酸性墨水、数码匹布印花涂料墨水、数码印花分散墨水、数码印花高温分散墨水、数码成衣直喷涂料墨水等多种自研墨水。而这些工业级的墨水通过研发技术和适配性实验,能更好地应用在汉印自己的喷墨打印机上。

  随着3D打印技术的慢慢的提升和创新,其在各行各业的应用前景愈发广阔。以汉印为代表的国内打印领军企业,正通过自主研发,不仅地推动3D打印技术的发展,也为人机一体化智能系统的革新贡献了重要力量。从工业级到消费级,从医疗辅助到日常生活,3D打印技术的应用正逐渐深入到社会的每一个角落。而相应的,3D打印的广泛应用以及前沿技术创新,也将覆盖诸如喷墨打印机、学习打印机、便携打印机等打印产品的技术创新。未来,随技术的进一步成熟和成本的降低,3D打印有望成为推动个性化制造、创新设计和可持续发展的关键技术之一。让我们拭目以待,3D打印将如何继续改变我们的生产方式和生活方式。