项目基本情况Basic information of the project
项目立项的背景、意义
金属激光熔化成形方法与装备是目前增材制造领域最为重要的成形技术,其中选区激光熔化制造(Selective Laser Melting, SLM)采用预置粉末的和激光选区扫描的方式进行成型制造,可解决复杂金属构件的难加工、周期长、成本高等技术难题,可加工出传统制造方法无法加工的复杂金属零件,特别适合空间点阵夹芯结构、复杂薄壁结构件直接制造,实现了材料-结构-功能一体化设计和制造。
长期以来,SLM技术虽然能够成形复杂结构零部件,但成形尺寸一直维持在较小的范围内,如果打印成形大型零部件,往往出现打印效率低、打印过程中变形及产生缺陷、打印精度难以保证的问题。采用SLM技术进行大型零部件的研制将会在增材制造领域产生较大的影响,可最大限度地整合零部件结构,整体制造,大大提高了可靠性和稳定性。因此,采用SLM技术进行大型零部件的成形制造,不仅缩短新产品的研发周期,而且能够在批量定型生产上,整体提高零件的可靠和稳定性,这对于未来金属零件产品的研发和批生产都产生重要的意义,可以改变多类行业的零件生产模式。在航空航天、汽车、模具等领域的大型机械结构零件的制造方面做出很大贡献。
1.项目总体进展情况
1)主要技术指标完成情况
(1)设备的成形范围为720mm×360mm×400mm,超过技术指标中成形尺寸的要求。
(2)经过校正测试,成形精度误差满足±0.1mm<100mm,±0.2%mm≥100mm;Z向活塞运动由光栅尺闭环控制,重复定位误差≤±10μm。
(3)经过打印零件的性能测试,表面粗糙度≤Ra12μm,双束激光同时制造的效率最大为120cm?/h,超过技术指标要求。
(4)经运行,无故障运行时间>500h。
2)成果指标完成情况
(1)新装备、新技术、新工艺:本项目完成了双激光熔化成形新工艺、新技术研制,所制造完成的双激光熔化成形大型设备通过实际打印检验,能够完成高温合金、不锈钢及钛合金的零件打印,并达到相关技术指标要求。
(2)知识产权:共申请6项发明专利和4项实用新型专利,均已取得专利授权。
(3)技术标准:本项目已形成一项企业标准《FORWDEDO LM200系列金属激光熔化3D打印机加工、装配技术状态控制》(Q/FWD003-2019),并在企业标准信息公共服务平台备案,为项目产品系列开发生产起到指导作用。
(4)研究报告:项目按照设备研发的规范性路线进行研制,依据任务书的具体要求分成机械结构、电气控制、激光光路、环境控制与打印工艺四个组进行研究,完成最终研制。通过对研究过程的总结,形成《双激光熔化成形设备》技术报告。
3)经济指标完成情况
根据设备研制周期、设备零件的加工以及组装调试,企业现已具备10台套以上的生产能力。项目执行期内共实现项目产品销售收入和技术服务收入301万元。且 LM200 金属激光熔化3D打印机已出口销售韩国robot-on公司。
2019年12月30日,本公司又与韩国西海国际株式会社签订2台LM3603D打印设备合同,合同金额1300万元。
4)社会效益完成情况
目前社会对大尺寸零件的打印服务需求日益增多,项目研制的大型工业级打印设备必然会迎合工业界大型打印零件的需求,创造经济价值。这项产业的发展,必然为社会业带来新的机会,促进社会用工。激光3D打印技术作为一种绿色节能减排的制造技术,完成低能耗无污染的情况下生产零件,也是对国家大力倡举的保护地球生态生产的有力支持。
项目取得的成果:1选区激光熔化系统激光光斑直径输出可调装置及方法(发明专利)
2、振镜控制激光扫描精度校正方法 (发明专利)3、多激光直线束印刷式扫描快速成型制造零件的方法(发明专利)4、一种3D打印激光扫描方法(发明专利)5、 具有多功能循环气流的激光熔化成形除尘系统及除尘方法(发明专利)6、激光增材制造IN718合金成形固溶强化方法 (发明专利)7、3D打印设备腔体金属粉末密封结构(实用新型) 8、一种封闭腔体内粉末均匀高温预热结 (实用新型) 9、一种金属粉末真空储存装置(实用新型)10、一种三点固定式打印基板水平调节结构 (实用新型)
经济社会效益:
金属激光熔化3D打印技术属于智能激光加工领域的重要技术之一,大量的3D打印技术与装备投入使用,为整个制造领域增添了一种新型生产制造技术,未来将需要大量的技术人才,因此也对应地解决了技术人员就业的民生问题。而作为绿色制造技术之一的3D打印技术,经过大力推广和发展,也会持续改善全球的生态环境,减少污染。项目研制的设备与技术,在高端应用方面主要为航空航天领域,也会为国家的安全做出相应的贡献。
历年获奖情况:
1、具有核心技术知识产权21项专利
2、2015年通过国军标和三级保密资质证书
3、2017年8月 获中国医疗器械行业协会,3D打印医疗器材专业委员会理事单位
4、2018年11月获批高新技术企业
5、2018年,获准成立黑龙江省激光增材制造工程技术中心(企业)
6、2019年12月 获黑龙江省科学技术奖三等奖
7、2019年12月获得最具成长性民营企业称号
8、获"2019增材制造全球创新应用大赛,航空航天竞赛"三等奖
管理团队与技术团队Management team and technical team
哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。