在華中科技大學(xué)快速制造中心產(chǎn)業(yè)化基地——武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司,記者見(jiàn)證了“3D打印”全過(guò)程。
只見(jiàn)一臺(tái)高2米多、形似立柜的設(shè)備,“這就是‘3D打印機(jī)’”,濱湖機(jī)電公司生產(chǎn)部組長(zhǎng)張釗拿出一個(gè)小方凳大小的測(cè)試件,長(zhǎng)×寬×高為200毫米×200毫米×20毫米。
這一看起來(lái)簡(jiǎn)單的四方塊測(cè)試件,內(nèi)挖有圓孔,并有支撐筋條,“傳統(tǒng)機(jī)床加工還是有點(diǎn)復(fù)雜的”,張釗說(shuō)。
首先,將這一測(cè)試件的3D立體圖輸入到設(shè)備電腦,“電腦將立體圖切片分層”,張釗說(shuō),根據(jù)不同零件精度要求,分層厚度可在0.08-0.3毫米之間設(shè)一個(gè)值,這次設(shè)0.3毫米,“厚度值越大精度越差”。
然后,往設(shè)備頂部的一個(gè)漏斗狀容器內(nèi)裝入材料粉末,“一般材料有塑料、樹(shù)脂、陶瓷、金屬等類(lèi)型”,張釗現(xiàn)場(chǎng)用價(jià)格相對(duì)便宜的塑料粉末演示。
打開(kāi)設(shè)備內(nèi)腔,只見(jiàn)一平整的金屬平臺(tái),“粉末就鋪在這上面”,張釗指著平臺(tái)上方的一個(gè)四方形鋼架說(shuō),鋼架上裝的碘鎢燈主要是預(yù)熱和保溫,頂部的圓形裝置則是二氧化碳激光器,“將粉末高溫加熱燒結(jié)成零件就靠它了”。
關(guān)閉內(nèi)腔,開(kāi)動(dòng)機(jī)器。碘鎢燈預(yù)熱15分鐘,電腦操作屏顯示腔內(nèi)溫度90℃,設(shè)備開(kāi)始自動(dòng)鋪一層粉,激光器開(kāi)始加熱,只見(jiàn)腔內(nèi)紅光一片,“激光器對(duì)每個(gè)點(diǎn)加熱燒結(jié),可理解為平常焊接一樣”,張釗說(shuō),激光器上加了面鏡子,通過(guò)鏡子的慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)將激光反射逐步變向,激光就在粉末上一條線移動(dòng),在需要的地方加熱。一條線一條線平行加熱,每條線間距僅0.2毫米,而且這一層是上下方向,到了下一層就變成左右方向,以增加強(qiáng)度。
加熱完一層,平臺(tái)就往下降0.3毫米(即一層厚度),再鋪一層粉。“實(shí)際操作比我們講解快多了”,張釗說(shuō),一般而言,掃描一層只需一分鐘,鋪粉約為8秒鐘。
1小時(shí)40分鐘,完工。將多余的粉末吹掉,測(cè)試件就活生生地被“打印”出來(lái)了。