3D打印顛覆傳統重工業——“長一層”,制造更輕松

2019年09月27日 10:55:57 | 來源:南京日報

  激光3D打印顛覆傳統重工業——

  “長一層”材料,磨損設備修復如初  

  地鐵五號線、六號線、四號線二期、一號線北延、二號線西延……今年,南京多條地鐵同時開建,少不了挖隧道的大型盾構機忙活。盾構機全靠巨大的刀頭切削巖石、開辟隧道,刀頭磨損很快。以前刀頭磨壞了只能換一個,一次就要幾萬元。而現在,一間南京公司采用“激光3D打印”的方式對磨損刀頭進行修復,一天時間就能讓它鋒利如初并且重復使用。 

  這家公司就是位于南京經濟技術開發區的南京中科煜宸激光技術有限公司。該公司成立于2013年,是我市新型研發機構南京先進激光技術研究院孵化的首個高新技術企業,現在已經成為中國激光增材制造領域的領軍企業。 

  “給它‘長’一層”,是中科煜宸副總經理、總工程師徐國建對增材制造,也就是大家俗稱的“3D打印”技術的形象描繪。它先通過軟件建構出三維模型,激光3D打印設備能識別這一模型,并根據零部件需求進行自動分層和路徑規劃,然后把特制的金屬粉末經過激光燒熔等方式,實現一層一層“生長”,不僅可以使盾構機磨損的刀頭鋒利如初,也可以實現很多復雜零部件的成型。中科煜宸的優勢,是設計軟件、工藝設備、金屬材料等都自主掌握,而且可以打印成型最長十三米的大型零部件。 

  “長一層”已經在很多行業替代了“換一個”。例如在大型鋼鐵企業,鋼坯、鋼錠燒熱后送進軋機千碾萬壓,成為鋼板、鋼管等型材。由于受力巨大,軋機軌道的磨損也很快。中科煜宸用增材的方法給軋機軌道“長”一層,不僅不用更換,使用壽命還比原來長了三倍。 

  “在采煤行業,我們已經完全把電鍍給取代了。”徐國建說,煤礦里的采煤機械都有液壓支架頂住礦井,防止出現塌方。但礦井內有硫等多種腐蝕性物質,所以煤機必須每年升井維修,就是用電鍍的方式在機械表面“鍍”上一層防腐材料,防止氧化、銹蝕。眾所周知,電鍍是污染性極大的行業,已被很多地區列入禁止發展產業負面清單。現在,用增材方法“長”一層后,十年都不需要再處理了,而且省去了令人頭疼的電鍍處理環節。 

  3D打印不僅應用在制造業領域,醫療器械也是它大展拳腳的行業。在玄武區也有一家新型研發機構致力于3D打印相關技術的研發,它就是南京智能高端裝備產業研究院。這個研究院是由南京師范大學、玄武區人民政府、南瑞集團有限公司和人才團隊四方共建,開展科技研發及成果轉化,為智能裝備領域前沿性及關鍵性技術發展提供支撐。 

  在該公司的展廳里,記者看到了由3D打印制造出來的“人工髖關節”。“人的軟骨受損后是不能再生的,只有通過手術去修復它,費用非常高,換一個接頭就3萬—5萬元。”研究院院長楊繼全介紹,傳統的植入關節是不銹鋼的,與人體不相容。而該團隊做的是跟人體非常接近的軟骨組織,它可以根據人體組織的特征專門“定制”,而且內部有非常多的微細小孔,血液可以暢通無阻地流過,具有生物活性;另外,它非常快速便捷,病人入院的時候做CT數據采集,當天進行設計、制造,第二天就能進行移植手術。這一項目正在進行臨床驗證,相信不久后就可以造福國內每年30—40萬需要進行更換髖關節手術的患者。     

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