增材制造技术应用及其产业化 教育学习

PrintYourDream*,增材制造技术、应用及其产业化,1,优质课件,增材制造技术概要增材制造技术在各领域的应用企业需求与专业技术人才培养,2,优质课件,增材制造（AdditiveManufacturing，简称AM）技术，俗称3D打印借助类似于打印机的数字化制造设备，以非去除加工的方式，分层制造，叠加出各类工业、日用产品或艺术品。该项技术发展已有20余年。,增材制造（3D打印）技术,3,优质课件,增材制造（3D打印）技术,“新一轮科技和产业革命正在创造历史性机遇，催生互联网、分享经济、3D打印、智能制造等新理念、新业态，其中蕴含着巨大商机，正在创造巨大需求，用新技术改造传统产业的潜力也是巨大的。”“这个技术很重要，要抓紧产业化。”,习近平主席高度重视增材制造技术,4,优质课件,增材制造（3D打印）技术,3D打印实现了制造方式从等材、减材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，大幅缩减了产品开发周期与成本，也会推动材料革命，具有重大价值。培育中国制造竞争新优势，既要瞄准世界产业技术发展前沿，加强3D打印等核心技术和原创技术研发，又要加快成果推广运用和产业化进程，促进创新链和产业链紧密联结，以个性化定制满足广阔市场需求，以增材制造降低能源资源消耗，以绿色生产赢得可持续发展的未来，推动新兴产业集群不断壮大，使中国制造价格优势叠加性能优势、质量优势。催生新的动能，实现发展升级,李克强总理在求是杂志上发表署名文章,5,优质课件,全球3D打印设备、材料与服务的营业总收入（单位：亿美元）,增材制造（3D打印）技术,6,优质课件,Thehypecycleofinnovation2014,增材制造（3D打印）技术,7,优质课件,粘合剂喷射3DP,直接能量沉积LENS,材料微滴喷射,薄材叠加LOM,广义3D打印,材料熔融挤出FDM,光敏树脂平铺,粉材平铺熔化,增材制造（3D打印）技术,SLS,EBM,SLM,SLA,DLP,CLIP,8,优质课件,七类主流成形技术适用范围比较,原始概念设计,外观手板,复杂塑胶零件,简单塑胶零件,功能手板,外观结构手板,金属功能零件,3DP,SLA/DLP,FDM,LENS,SLS/SLM,EBM,LOM,增材制造（3D打印）技术,9,优质课件,技术优势（1/4),与其他四种非金属AM制造技术相比，SLS技术成型件接近相应的注塑成型件的强度。制造可直接使用的非金属终端功能性产品。,成型件强度最高，可直接制造终端零部件,增材制造（3D打印）技术,10,优质课件,与FDM、SLA等技术相比，SLS技术不需要支撑及其去除，故设计人员可完全根据实现产品功能的实际需要进行设计，无需顾及由于形状复杂、制造困难或根本无法制造而产生的思维羁绊，驰骋在更为开阔的想象空间。,放飞设计思维，拓展设计思路,技术优势（2/4),增材制造（3D打印）技术,11,优质课件,AM制造产品材料的占用量，即接近原材料的消耗量。与传统的减材制造相比，可减少60%-90%的原材料消耗。对于航空航天常用的贵重材料而言，是及其重要的。,减少贵重材料消耗，大大降低产品成本,技术优势（3/4),增材制造（3D打印）技术,12,优质课件,对于批量不是很大、形状极其复杂的工件而言，可省去中间环节直接制造终端零部件，与传统工艺及其它AM制造技术相比具有明显的成本优势。,小批量生产成本低,技术优势（4/4),增材制造（3D打印）技术,13,优质课件,增材制造技术概要增材制造技术在各领域的应用企业需求与专业技术人才培养,14,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,15,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,16,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,17,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,18,优质课件,复杂内部结构件,增材制造技术应用案例集锦,19,优质课件,华曙高科与国防科大共同研制3D打印技术用于无人机制造的先进工艺。,3D打印产品案例集锦,20,优质课件,华曙高科与国防科大共同研制3D打印技术用于无人机制造的先进工艺。,3D打印产品案例集锦,21,优质课件,华曙高科用自主研发的设备与材料为戴姆勒生产其研发中的汽车零部件。,3D打印产品案例集锦,22,优质课件,华曙高科用自主研发的设备与材料为奔驰生产其研发中的汽车零部件。,3D打印产品案例集锦,23,优质课件,德国宝马公司与华曙联系，目前正在验证华曙材料与设备在制造BMW车型终端产品的可行性，以最终实现使用华曙自主研发的设备与材料为BMW生产终端应用汽车零件。,上图为华曙给BMW公司制作的验证工件之一,3D打印产品案例集锦,24,优质课件,华曙高科为萨普汽车科技有限公司制作汽车空调系统。,3D打印产品案例集锦,25,优质课件,华曙高科3D打印设备辅助常州格力博公司进行电动工具的试制及生产,手电钻外壳,电锤外壳,割草机外壳,3D打印产品案例集锦,26,优质课件,零部件的打样制作,发动机进气歧管,发动机气缸,增材制造技术应用案例集锦,27,优质课件,传统直线型冷却水道,随形冷却流道设计,1.冷却水道形状依据产品轮廓的变化而变化2.模具无冷却热点，有效提高冷却效率，减少冷却时间、提高注塑效率3.水道与模具型腔表面距离一致，有效提高冷却均匀性、减小产品翘曲变形、提高产品质量,增材制造技术应用案例集锦,28,优质课件,1.随形冷却流道位于处于刀具的加工盲区，传统的加工方法失效2.3D打印技术通过层层制造的方式加工内部复杂流道，是实现此类结构的唯一有效加工手段,增材制造技术应用案例集锦,29,优质课件,在形状简单的基体上直接“生长”带有随形冷却流道的、轮廓复杂的部分,CNC加工形状简单的基体，直线型冷却水道,3D打印制造剩余的复杂轮廓，随形冷却流道,利用混合构建技术，可为客户提供低成本、高附加值的随形冷却模具,增材制造技术应用案例集锦,30,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,31,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,32,优质课件,华曙高科3D打印技术在建筑设计制造中的运用,3D打印产品案例集锦,33,优质课件,Imageright,thesurgicalguidesandimplants.Imageleft:theimplantsremainingafterthesurgicalguideshavebeenremoved.,骨科复位的体内固定装置,增材制造技术应用案例集锦,34,优质课件,病理或手术方案制定的辅助模型,增材制造技术应用案例集锦,35,优质课件,个性化手术导板,外科手术的辅助器械（手术导板）,颈椎导板孔设计,增材制造技术应用案例集锦,36,优质课件,增材制造技术应用案例集锦,37,优质课件,骨科复位后的体外固定装置,增材制造技术应用案例集锦,38,优质课件,运用3D打印产品装饰华曙高科办公大楼,3D打印产品案例集锦,39,优质课件,增材制造技术概要增材制造技术在各领域中的应用企业需求与专业技术人才培养,40,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,工业和信息化部、发展改革委、财政部联合发布国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）组织实施学校增材制造技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。依托已有的增材制造优势高校和科研机构，建立健全增材制造人才培养体系，积极开展高校教师的增材制造知识培训，支持在有条件的高校设立增材制造课程、学科或专业，鼓励院校与企业联合办学或建立增材制造人才培训基地。,41,优质课件,教育部职业教育与成人教育司负责人就新修订的普通高等学校高等职业教育（专科）专业目录（2015年）和普通高等学校高等职业教育（专科）专业设置管理办法答记者问适应先进制造业发展需要，围绕中国制造20205要求，将原“制造大类”更名为“装备制造大类”，增设“铁道装备”“船舶与海洋工程装备”“航空装备”“汽车制造”等专业类，设置了“工业机器人技术”“物联网应用技术”“物联网工程技术”“智能产品开发”“工业网络技术”“无人机应用技术”“新能源汽车技术”“新能源装备技术”等专业，列举了“航空产品3D打印”“三网融合技术”“智能家居开发”“增材制造技术”等专业方向。,企业需求与专业技术人才培养,42,优质课件,全国机械职业教育教学指导委员会2015年10月26日发布的一篇文章对接“中国制造2025”深化产教融合推动制造业技术技能人才培养升级，其中写道：“围绕中国制造2025要求，正着手开展工业机器人技术、数字化设计与制造、增材制造等专业教学标准的研制，引导专业教学紧跟产业发展。”,企业需求与专业技术人才培养,43,优质课件,增材制造（3D打印）技术,教育部科技发展中心发表文章：3D打印技术并非无所不能在“中国制造2025”和“互联网+”行动浪潮的推动之下，3D打印已越来越被社会各界所关注，甚至被热捧为“第三次工业革命的前奏”。尽管这确是一项具有深远影响的新技术，但它主要是对传统工艺的补充和提升，在发展中还存在诸多问题，我们不应把3D打印神化。在其技术研究方面，我国科技界应重点关注核心技术和关键材料的技术突破，避免浮躁。,44,优质课件,湖南华曙高科技有限责任公司（HunanFarsoonHigh-TechnologyCo.,Ltd）位于长沙国家高新技术产业开发区麓谷，创建于2009年，是一家集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业，专业从事不同材料产品（包括塑胶、金属、陶瓷等）的增材制造技术研究，公司主攻选区激光烧结（SLS）设备制造、材料生产和加工服务三项主营业务，服务于汽车、军工、航空航天、机械制造、医疗器械、房地产、动漫、玩具等行业。,企业需求与专业技术人才培养,45,优质课件,华曙致力于打造包括设备研发制造、材料研发生产、产品加工服务及相关技术服务支持在内的完整产业链，以成为全球范围内最具影响力的SLS技术整体解决方案提供商。,企业需求与专业技术人才培养,46,优质课件,国家发改委批准的首个以企业为依托单位的增材制造国家工程实验室,工信部批准的首批46个智能制造试点示范项目之一,企业需求与专业技术人才培养,47,优质课件,2015年11月全球3D打印以及模具行业盛会Formnext国际精密成型以及3D打印制造展览会上华曙高科联合战略合作伙伴法国Prodways发布了“ProdwayspoweredbyFarsoon”品牌的ProMakerP2000和P4000系列工业级SLS3D打印机及最新3D打印材料PA-12。,企业需求与专业技术人才培养,48,优质课件,德国化工巨头巴斯夫(BASF)宣布已经与3D打印公司华曙高科和Laser-SinterService(LSS)合作，共同开发出一款新型可3D打印材料PA-6粉末，该材料具有很高的强度和优异的热稳定性。巴斯夫成立于150年前，在全世界拥有11.3万员工，至今仍然是全球化学行业的顶尖企业之一。LSS是欧洲相当知名的SLS和SLA3D打印服务提供商，而华曙高科则是中国知名的工业级3D打印设备制造商。这三家公司的结合堪称“材料+设备+服务”的强强联手,希望藉此在材料、3D打印机和打印服务方面为客户提供量身定制的3D打印解决方案。,巴斯夫携手华曙高科、LSS推出3D打印材料PA6,企业需求与专业技术人才培养,49,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,50,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,51,优质课件,国务院汪洋副总理与许小曙博士交流,企业需求与专业技术人才培养,52,优质课件,研制多系列3D打印设备华曙成功研制四型七款工业级3D打印设备，其中包括世界上最快的工业级3D打印机SS402P.,第一款SLS尼龙设备FARSOON401机,第一款SLS尼龙设备FARSOON401产品机,三款高速SLS尼龙设备FARSOON402FSHSSS402P,小型SLS尼龙设备FS251P,高温SLS设备HT251P,第一台SLM金属机完成,2011.92012.62013.122014.42014.62014.8,四年成功研制四个系列共七款3D打印设备,企业需求与专业技术人才培养,53,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,54,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,55,优质课件,2015年9月，华曙高科与全球著名3D打印企业法国Prodways签署战略合作协议，双方将联手推出基于“ProdwayspoweredbyFarsoon”品牌的3D打印设备以及相关打印材料，并由Prodways在全球代理销售。,企业需求与专业技术人才培养,56,优质课件,研制多种3D打印材料华曙高科积极致力于3D打印材料的研制，开发了多种高分子材料、复合材料、金属、陶瓷等材料。,FS3200PA,2011.92011.122012.32012.92013.12013.62013.112014.42014.72014.92014.62014.8,FS3400GF,FS3100HGF,FS3350AF,FS3250MF,FS3400CF,FS3201PA,FS4300PA,FS3200PA-W,FS3401GF,SS316L,四年成功研制十三款3D打印材料,SS17-4PH,企业需求与专业技术人才培养,57,优质课件,FS3200PA(纯尼龙材料）,FS3400GF（尼龙/玻璃微珠复合材料）,华曙高科“智”造的3D打印材料,华曙高分子材料,华曙不锈钢材料,Farsoon17-4PH,Farsoon316L,FS4300PA（低熔点尼龙材料),FS3400CF(尼龙/碳纤维复合材料）,企业需求与专业技术人才培养,58,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,增材制造企业对于专业技术人才的需求,具有增材制造技术的设计理念和相关软件应用能力的设计人才；各细分领域专业应用软件的开发人才；熟悉当前主流增材制造技术设备操作，能够进行工艺参数开发及工艺流程编制的工艺技术人才；熟悉当前主流增材制造技术设备操作，能够独立完成增材制造各类产品制造的技术人才。,59,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,华曙高科与信息职院的合作,1、合作过程2、合作开展人才培养，达成人才捆绑协议3、合作开展师资培训4、合作开展社会服务5、合作开发课程资源6、共同发起成立“湖南省3D数字化产业技术创新战略联盟”7、合作编写正式出版的相关教材,60,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,1、合作过程2012年签订全面合作协议；2013年湖南省经济和信息化委员会支持合作成立“增材技术市场服务中心”2014年合作开展“陶瓷3D打印设备及材料研发”科技项目2014年合作发起成立“湖南省3D数字化产业技术创新战略联盟”2015年合作开展正式出版教材编写,61,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,62,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,与学院合作完成了逆向设计与3D打印方面的项目10余项。其中在2012年中国（长沙）科技成果交易会“3D魔法打印”所展示的“板胡”正是我院先进制造项目组技术团队与华曙高科共同合作，通过逆向工程技术与3D打印实现的产品，并在CCTV1晚间新闻节目播出。,63,优质课件,企业需求与专业技术人才培养,2、合作开展人才培养,合作开展人才培养，签订了人才捆绑协议