大連理工大學(xué)和大連優(yōu)利科特科技發(fā)展有限公司研制的新型3D激光打印機(jī)進(jìn)入調(diào)試階段，該機(jī)的加工尺寸可達(dá)1.8*1.8*1.8米，刷新了世界3D打印機(jī)加工尺寸記錄，據(jù)悉此前這一紀(jì)錄是由華中科技大學(xué)研制的3D打印機(jī)保持的。大連理工的這臺3D打印機(jī)的工作原理采用“輪廓線掃描”技術(shù)，比傳統(tǒng)技術(shù)的激光3D打印機(jī)加工時(shí)間縮短35%，制造成本降低40%。此外，在3D打印領(lǐng)域，中航集團(tuán)用3D打印技術(shù)制造的飛機(jī)零部件時(shí)構(gòu)建成型達(dá)到4*3*2米。據(jù)稱，其使用的原理與民用3D打印技術(shù)原理不同，故不能簡單比較。

3D打印是目前全球最熱門的技術(shù)，它徹底顛覆了傳統(tǒng)工業(yè)的加工方法，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的先鋒代表。據(jù)悉，目前小型桌面3D打印機(jī)在歐美已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但在工業(yè)級大型零部件制造方面，3D打印時(shí)間長、成型材料貴、大尺寸零件物理變形等問題一直難以解決。大連理工大學(xué)教授姚山及其團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)10多年時(shí)間，解決了數(shù)不清的大小難題，終于實(shí)現(xiàn)了該領(lǐng)域的重大突破。

姚山教授告訴記者，一般3D打印都是按照規(guī)劃好的圖形數(shù)據(jù)，通過“點(diǎn)-線-面-體”逐步堆積耗材最終獲得零件。而他們研制的激光3D打印機(jī)只需打印零件每一層的輪廓線，使輪廓線上砂子的覆膜樹脂碳化失效，再按照常規(guī)方法在180℃加熱爐內(nèi)將打印過的砂子加熱固化和后處理剝離，就可以得到原型件或鑄模。

這種打印方法的加工時(shí)間與零件的表面積成正比，而傳統(tǒng)3D打印技術(shù)的加工時(shí)間與零件的體積成正比，因此可大大提升打印效率，打印速度可達(dá)到一般3D的5~15倍。而其使用的材料為工業(yè)常見的覆膜砂，每噸不到千元。效率大幅提升，成本成倍下降。

目前，這種基于“輪廓失效”的激光三維打印方法已獲得兩項(xiàng)國家發(fā)明專利。

早在1998年，史玉升團(tuán)隊(duì)就開始“粉末材料快速成形技術(shù)與設(shè)備”的研發(fā)。據(jù)了解，史玉升科研團(tuán)隊(duì)，2002年曾開發(fā)出工作面為0.5*0.5米的裝備，即幅面在0.5*0.5米范圍內(nèi)的制件，都可以通過他們研發(fā)的快速設(shè)備制造，其成果超過了當(dāng)時(shí)代表國際最先進(jìn)水平的美國3D系統(tǒng)公司；2005年又研制出了工作面達(dá)1米×1米的裝備，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國外同類裝備。

近年來，該團(tuán)隊(duì)在大型復(fù)雜制件整體成形的關(guān)鍵技術(shù)方面又獲得突破，成功研制出工業(yè)級的1.2*1.2米工作面的快速制造裝備。這是世界上最大成形空間的此類裝備，使我國在快速制造領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

廣西玉柴機(jī)器股份有限公司運(yùn)用該技術(shù)生產(chǎn)六缸發(fā)動機(jī)缸蓋，一個(gè)星期內(nèi)可以整體成形出四氣門六缸發(fā)動機(jī)缸蓋砂芯。而采用傳統(tǒng)的砂型鑄造試制方法，僅工裝模具的設(shè)計(jì)制造周期通常需要5個(gè)月左右，不僅周期長，而且費(fèi)用高。

2011年，該技術(shù)被歐洲空客公司等單位選中，聯(lián)合承擔(dān)了歐盟框架七項(xiàng)目，應(yīng)用快速制造技術(shù)為空客和歐洲航天局等單位制作飛機(jī)、衛(wèi)星、航空發(fā)動機(jī)用大型復(fù)雜鈦合金零部件的鑄造蠟?zāi)?。其中，一個(gè)部件約1米見方，但壁厚僅為3毫米，且具有微細(xì)特征結(jié)構(gòu)，利用傳統(tǒng)方法難以制造，史玉升團(tuán)隊(duì)卻按其設(shè)計(jì)要求，制造出合格的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)金屬零部件。

中航工業(yè)：打印一架飛機(jī)

2013年1月18日，國務(wù)院向“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”頒發(fā)國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。目前，這一技術(shù)在我國已經(jīng)投入工業(yè)化制造，使我國成為繼美國之后、世界上第二個(gè)掌握飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形及技術(shù)的國家。

據(jù)相關(guān)資料，該技術(shù)的成型尺寸可達(dá)4*3*2米，不僅超過美國的同類技術(shù)，也遠(yuǎn)超民用3D打印技術(shù)制造尺寸，不過由于該技術(shù)并不使用前述的集成化的3D打印機(jī)，所以并不能與民用3D打印技術(shù)混為一談。

國際競爭者：“猛犸”，最大打印尺寸可達(dá)2.1米，但寬高仍不及國產(chǎn)打印機(jī)

據(jù)悉，今年早些時(shí)候，比利時(shí)的16名工程師利用3D打印機(jī)制造了一輛全尺寸賽車，名為“阿里翁”，時(shí)速從零提升至60英里(約合每小時(shí)96公里)只需要短短4秒鐘，最高時(shí)速可達(dá)到141公里。在德國的霍根海姆賽道，這輛3D打印賽車成功完成測試。

這輛賽車的車身由亞利歐制造者M(jìn)aterialise公司制造的“猛犸”打印機(jī)制造。在接受記者采訪時(shí)，公司副總裁維姆？米希爾斯說，“猛犸”3D打印機(jī)能夠打印尺寸達(dá)到2.1*0.68*0.8米的零部件，亞利歐復(fù)雜的車身便是由它一次打印成型。并表示，該公司有能力研制更大的打印機(jī)，但是“技術(shù)上可以，但考慮到經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)在沒人會這么做。”