模塊11金屬3D打印機(jī)11.1國(guó)外金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型金屬3D打印機(jī)的打印視頻，回憶在模塊八學(xué)到的內(nèi)容，目前金屬3D打印技術(shù)主要有哪幾類(lèi)，特點(diǎn)分別是什么？課程導(dǎo)入觀看視頻并回答學(xué)習(xí)導(dǎo)覽圖01模塊11金屬3D打印機(jī)國(guó)外金屬3D打印機(jī)主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型0203國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型金屬3D打印機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)國(guó)外金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家1國(guó)外金屬3D打印機(jī)代表機(jī)型2采用金屬粉末添置方式的金屬3D打印技術(shù)主要分為三類(lèi)：（1）激光選區(qū)熔化（SLM）技術(shù)；（2）激光近凈成型（LENS）技術(shù)；（3）電子束選區(qū)熔化（EBSM）技術(shù)；采用熔絲沉積方式的金屬3D打印技術(shù)主要分為兩類(lèi)：（1）電子束熔絲沉積成型技術(shù)（2）電弧熔絲沉積成型技術(shù)。金屬3D打印技術(shù)分類(lèi)

圖中兩款金屬3D打印機(jī)分別是德國(guó)EOS公司的產(chǎn)品和德國(guó)ConceptLaser公司的產(chǎn)品，請(qǐng)根據(jù)你對(duì)金屬3D打印機(jī)的了解，猜一猜它們有哪些主要的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？工作原理又是什么？猜一猜1.德國(guó)EOS公司簡(jiǎn)介：EOS來(lái)自德國(guó)，是全球金屬3D打印的龍頭大哥，其金屬3D打印設(shè)備裝機(jī)量全球領(lǐng)先。EOS成立于1989年，是世界著名的快速成形設(shè)備制造商。EOS提供包括系統(tǒng)、軟件、材料以及材料開(kāi)發(fā)和服務(wù)在內(nèi)的模塊化解決方案組合，在高端增材制造方案上的技術(shù)和品質(zhì)處于全球領(lǐng)先水平。代表機(jī)型：EOSINTM280成型技術(shù)：SLM主要技術(shù)參數(shù)：

最大成型尺寸：250mm×250mm×325mm

層厚：20～100μm

最大功率：8500W設(shè)備參數(shù)：

設(shè)備尺寸：2200mm×1070mm×2290mm

設(shè)備重量：1250kg可打印材料：不銹鋼材料、鈷鉻鉬合金MP1、鈷鉻鉬合金SP1、馬氏體鋼、鈦合金、純鈦、超級(jí)合金IN718、鋁合金等。國(guó)外金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型

EOSINTM280金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬零件（右）

2.德國(guó)ConceptLaser公司簡(jiǎn)介：德國(guó)ConceptLaser公司在激光融化技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，該公司擁有LaserCUSING?技術(shù)專(zhuān)利。ConceptLaser主打的X系列1000R工業(yè)級(jí)3D打印平臺(tái)，在構(gòu)建尺寸在在激光熔融金屬加工領(lǐng)域中是最大的。X系列3D打印平臺(tái)用于汽車(chē)和航空航天大尺寸部件的快速制造（相對(duì)而言）。代表機(jī)型：Xline1000R主要技術(shù)參數(shù)：

最大成型尺寸：630mm×400mm×500mm

激光器最大功率：1000W

層厚：30～200μm設(shè)備參數(shù)：

設(shè)備尺寸：4415×3070×3900～4500mm

設(shè)備重量：8000kg（凈重）可打印材料：CL31AL鋁合金（AISI10Mg）、CL41TIELI鈦合金（TIAI6V4ELI）、CL100NB鎳基合金（inconel718）等。

Xline1000R金屬3D打印機(jī)（左）及其打印的產(chǎn)品（右）3.德國(guó)DMG公司簡(jiǎn)介：德國(guó)DMGMORISEIKI集團(tuán)是切削機(jī)床的全球領(lǐng)先制造商，公司不僅擁有完整的產(chǎn)品線(xiàn)，還提供軟件和節(jié)能技術(shù)解決方案，產(chǎn)品線(xiàn)包括車(chē)削、銑削、先進(jìn)加工技術(shù)（激光/超聲）和ECOLINE，以及電子和自動(dòng)化產(chǎn)品，技術(shù)服務(wù)和節(jié)能技術(shù)解決方案。其子公司SAUERLASERTEC首次將增材生產(chǎn)技術(shù)與高科技的5軸銑削技術(shù)結(jié)合在一起，它在一臺(tái)機(jī)床中兼有激光金屬堆焊技術(shù)和銑削技術(shù)。這種創(chuàng)新的復(fù)合系統(tǒng)是迄今為止世界市場(chǎng)唯一產(chǎn)品，生產(chǎn)中通過(guò)粉末噴嘴進(jìn)行金屬堆焊，速度比粉床方式快20倍。代表機(jī)型：DMGLasertec65，5軸加工+3D打印二合一主要技術(shù)參數(shù)：

運(yùn)動(dòng)行程：（X/Y/Z）650mm/650mm/560mm

工作臺(tái)規(guī)格（3軸）：1000mm×650mm

工作臺(tái)規(guī)格（5軸）：Φ650

激光功率：100W/200W·設(shè)備參數(shù)：

設(shè)備尺寸：3445×223×2884mm

設(shè)備重量：11000kg（凈重）

DMGLasertec65打印機(jī)（左），加工的零件（右）4.德國(guó)ReaLizerGMbH簡(jiǎn)介：德國(guó)ReaLizerGMbH公司于2004年正式成立，公司主要生產(chǎn)SLM50桌面型金屬3D打印機(jī)，以及SLM100和SLM250工業(yè)級(jí)3D金屬打印機(jī)。公司專(zhuān)利為選擇性激光熔融——SelectiveLaserMelting（SLM?）同時(shí)生產(chǎn)和銷(xiāo)售鐵粉、鈦、鋁合金、鈷鉻合金、不銹鋼以及其他3D金屬打印材料。代表機(jī)型：SLM50成型技術(shù)：主要技術(shù)參數(shù)：成型空間尺寸：平臺(tái)直徑最大直徑Φ70mm，高度80mm激光器類(lèi)型：光纖激光器，20W～120W設(shè)備參數(shù)設(shè)備尺寸：800mm×700mm×500mm設(shè)備重量：100kg成型材料：鐵粉、鈦、鋁合金、鈷鉻合金、不銹鋼以及其他定制SLM50桌面型金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬牙冠（右）5.德國(guó)SLMSolutinsGmbH公司·簡(jiǎn)介：SLMSolutions是一家總部位于德國(guó)呂貝克的3D打印設(shè)備制造商，專(zhuān)注于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。公司前身是MTT技術(shù)集團(tuán)德國(guó)呂貝克有限公司，2010年更名為SLMSolutinsGmbH。而MTT隸屬于英國(guó)老牌上市公司MCP技術(shù)，2000年推出SLM技術(shù)，2006年推出第一個(gè)鋁、鈦金屬SLM3D打印機(jī)。主要產(chǎn)品有SLM125、SLM280、SLM500系列選擇性激光熔融——SLM3D金屬打印機(jī)，最大成型空間達(dá)到500x280x325mm，甚至可以裝配兩個(gè)1000W激光器。這種技術(shù)是采用高精度激光束連續(xù)照射包括鈦、鋼、鋁、金在內(nèi)的金屬粉末，將其焊接成型的技術(shù)，而德國(guó)SLMSolutions在這一技術(shù)上有著多項(xiàng)專(zhuān)利，居于領(lǐng)先地位。其3D打印機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于汽車(chē)、消費(fèi)電子、科研、航空航天、工業(yè)制造、醫(yī)療等行業(yè)。·代表機(jī)型：SLM500·成型技術(shù)：SLM·技術(shù)參數(shù)

成型室尺寸：（X/Y/Z）500mm×280mm×325mm

激光功率：2×400W，可選2×1000W·設(shè)備參數(shù)

設(shè)備尺寸：3000mm×2000（2500）mm×1100mm

設(shè)備重量：2000kg·成型材料：包括鈦、鋼、鋁、金在內(nèi)的金屬粉末SLM500金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬零件（右）6.英國(guó)雷尼紹公司（Renishaw）·簡(jiǎn)介：英國(guó)雷尼紹公司成立于1973年，是世界測(cè)量和光譜分析儀器領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。雷尼紹的激光熔融(LaserMelting)技術(shù)是使用高能光纖激光直接根據(jù)三維CAD生產(chǎn)高密度金屬零件的創(chuàng)新型快速成型制造工藝。工件由各種微細(xì)金屬粉末在嚴(yán)格控制的空氣環(huán)境中經(jīng)過(guò)熔化后制成，熔化制造時(shí)金屬層厚度從20μm到100μm不等。廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域。代表機(jī)型：AM250技術(shù)參數(shù):

最大成型尺寸：

250x250x300mm，Z軸可延長(zhǎng)至360mm

激光功率：200W或400W設(shè)備參數(shù)

設(shè)備尺寸：1700mm×800mm×2025mm

設(shè)備重量：2000kg成型材料：不銹鋼316L和17-4PH、鋁AlSi10Mg、鈦Ti6Al4V、鈷鉻合金（ASTM75）、鉻鎳鐵合金718和625

RenishawAM250金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬零件（右）7.公司名：日本沙迪克（Sodick）·簡(jiǎn)介：日本沙迪克公司（Sodick）2014年7月16日宣布開(kāi)發(fā)出了使用金屬材料加工的3D打印機(jī)“OPM250L”，并于2014年年底開(kāi)始銷(xiāo)售。這款打印機(jī)采用金屬光成型復(fù)合加工方法，將利用激光熔融凝固金屬粉末的沉積成型與基于切削加工的精加工組合在一起，完成金屬零件的加工。沙迪克已就這種加工技術(shù)與松下簽署了授權(quán)協(xié)議，同時(shí)還在自主開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)，已申請(qǐng)了5項(xiàng)專(zhuān)利?！ご頇C(jī)型：OPM250L·技術(shù)參數(shù)

成型尺寸：250mm×250mm×250mm

激光振蕩器:摻鐿光纖激光器，波長(zhǎng)1070nm，最大功率500W

光斑直徑：200μm·設(shè)備參數(shù)

設(shè)備尺寸：1870mm×2230mm×2055mm

設(shè)備重量：4500kg·成型材料：金屬粉末材料由沙迪克提供，首先推出馬氏體時(shí)效鋼與STAVAX兩種，以后還將逐步增加鈦合金、不銹鋼等新材料。OPM250L金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬模型（右）8.美國(guó)Sciaky公司簡(jiǎn)介：Sciaky于2009年開(kāi)發(fā)了一種新型的電子束直接生產(chǎn)技術(shù)（ElectronBeamDirectManufacturing,EBDM),可使用的金屬材料包括鈦、鉭、不銹鋼和因科鎳合金等。普通的電子束成型技術(shù)跟選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）類(lèi)似，只是用高能電子束代替了激光來(lái)燒結(jié)鋪在工作臺(tái)的金屬粉末，從而使物體成型。而Sciaky公司的技術(shù)獨(dú)到之處則在于：它將打印材料直接送進(jìn)打印頭，用電子束在直接在機(jī)頭熔融并打印材料。所以Sciaky公司的EBDM技術(shù)可以說(shuō)是一滴一滴的打印金屬物品的，其物品制作的精度和質(zhì)量都非常高，更關(guān)鍵在于它基本不產(chǎn)生任何廢料，節(jié)省了大量的原材料考慮到金屬的價(jià)格，這對(duì)降低成本有非常大的作用。代表機(jī)型：電子束熔絲3D打印機(jī)成型材料：工業(yè)純鈦和鈦合金、鎳鉻合金625,718；300系列及17-4PH不銹鋼、4340及其他合金鋼、70/30銅鎳、30/70銅鎳、鋯合金、2319&4043鋁，甚至于難溶的重金屬杅料，例如鎢、鉬、鉭、鈮等。

Sciaky金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬模型（右）9.瑞典Arcam公司

簡(jiǎn)介：ArcamArcam是一家瑞典企業(yè)，于1997年成立，在NASDAQOMX斯德哥爾摩上市，該公司采用的是電子束快速成型技術(shù)而非激光快速成型。與激光相比，電子束的能量更大，因此融化金屬粉末的速度更快；對(duì)于表面反光的零件，電子束更有優(yōu)勢(shì)；另外，電子束的能量轉(zhuǎn)換效率高，更節(jié)省能源?？傮w而言，制造出的零件質(zhì)量更高。但是，電子束的缺點(diǎn)在于需要在真空環(huán)境中使用，比起激光所需要的惰性氣體保護(hù)，要求更為復(fù)雜；電子束槍的使用沒(méi)有激光器方便。主要針對(duì)的是航天工業(yè)和外科整形市場(chǎng)，同時(shí)提供多種型號(hào)的鈦合金粉末和鈷鉻合金粉末。在外科整形市場(chǎng)上，ArcamAB公司自2007年以來(lái)，在全球已提供了3萬(wàn)件以上的植入物。代表機(jī)型：ArcamA系列和Q系列成型技術(shù)：電子束選區(qū)激光熔化3D打印成型材料：鈦合金Ti6Al4V、Ti6Al4VELI，鈦CP，鈷鉻合金ASTMF75等。Arcam公司A2XX金屬3D打印機(jī)（左），Q10金屬3D打印機(jī)（右）知識(shí)拓展美國(guó)的3DSystems3DSystems作為世界上市值最大的3D打印公司，使用的是用激光燒結(jié)金屬粉末層的技術(shù)，可用的材料包括不銹鋼、鈦、鈷鉻合金及工具鋼等。在40余種的產(chǎn)品型號(hào)中，直接金屬制造的打印機(jī)產(chǎn)品仍屬少數(shù)。3DSystems在2013年7月份以1500萬(wàn)美元收購(gòu)了法國(guó)的PhenixSystems（EPA:ALPHX）81%的股份。這家公司2000年成立，所提供的3款3D打印設(shè)備的技術(shù)路線(xiàn)也是通過(guò)激光來(lái)燒結(jié)層層鋪疊的金屬粉末，金屬粉末利用自己公司的專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)，包括不銹鋼、非鐵合金和貴金屬等，同時(shí)也可以使用SINT-TECH公司提供的馬氏體鋼和鉻鈷合金粉末。除了機(jī)械零部件外，所制造的設(shè)備還可應(yīng)用于生產(chǎn)無(wú)鎳鈷鉻的假牙。3DSystems的ProX400金屬3D打印機(jī)

模塊11金屬3D打印機(jī)11.2國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型本節(jié)知識(shí)點(diǎn)國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家1國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)代表機(jī)型2武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司

·簡(jiǎn)介：武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司是由武漢市科委、華中科技大學(xué)（原華中理工大學(xué)）和深圳創(chuàng)新投資集團(tuán)共同組建的高科技有限責(zé)任公司，公司地處武漢中國(guó)光谷，從事機(jī)電一體化設(shè)備的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，是集科工貿(mào)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司于1991年開(kāi)始快速成形技術(shù)的研究，1994年開(kāi)發(fā)成功薄材疊層快速成形系統(tǒng)樣機(jī)HRP-I，并于1995年9月參加北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)，這是我國(guó)第一臺(tái)參加展覽的快速成形設(shè)備，受到觀眾的關(guān)注。以后公司逐步向市場(chǎng)推出商品化的各種上系列的快速成形系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)擁有了大量的用戶(hù)，獲得了廣泛的好評(píng)。

·代表機(jī)型：HRPM-II

·成型技術(shù)：選區(qū)激光熔化

·主要技術(shù)參數(shù)：

成型尺寸：250mm×250mm×250mm

激光器：光纖激光器200/400W可選

分層厚度：0.02~0.2mm

·設(shè)備參數(shù)：

設(shè)備尺寸：1050mm×970mm×1680mm

·成型材料：

鈦合金、鎳基高溫合金、鎢合金、不銹鋼等金屬粉末材料國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型

HRPM-II金屬3D打印機(jī)（左），3D打印制作的金屬模型（右）2.南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司簡(jiǎn)介：南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司成立于2013年，是由江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院下屬中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所南京先進(jìn)激光研究院所孵化的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。從事金屬3D打印、激光智能焊接、激光切割、激光修復(fù)、智能激光制造等裝備及相關(guān)服務(wù)以及激光核心器件和材料的研發(fā)與生產(chǎn)。代表機(jī)型：RC-SLM525和RC-LMD8060RC-LMD8060主要技術(shù)參數(shù)：

運(yùn)動(dòng)行程：（X/Y/Z）800mm/600mm/500mm

激光器：光纖激光器，功率2000W～10000W成型材料：鈦合金、鎳基高溫合金、鎢合金、不銹鋼等金屬粉末材料RC-SLM2525（左）和RC-LDM8060（右）金屬3D打印機(jī)國(guó)內(nèi)其他相關(guān)企業(yè)

1、西安鉑力特

2、湖南華曙高科

3、江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司

4、光韻達(dá)三維科技

5、無(wú)錫銀邦精密制造科技有限公司

6、濰坊賽迪精密機(jī)械制造有限公司

7、上海托能斯信息技術(shù)有限公司

8、北航&

課堂討論與總結(jié)1.回顧本節(jié)課提到的國(guó)內(nèi)外金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表機(jī)型。2.你用過(guò)金屬3D打印機(jī)嗎？談?wù)勀銓?duì)金屬3D打印機(jī)類(lèi)型、特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。你知道金屬3D打印機(jī)目前的發(fā)展情況嗎？提問(wèn)學(xué)生進(jìn)行回答，鞏固本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，回答不完整的老師補(bǔ)充。3.布置課后作業(yè)：收集更多關(guān)于金屬3D打印機(jī)的相關(guān)資料，整理成報(bào)告向全班同學(xué)匯報(bào)。

模塊11金屬3D打印機(jī)11.3金屬3D打印機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)評(píng)觀看視頻，感受金屬3D打印機(jī)的快速發(fā)展和服務(wù)領(lǐng)域。課程導(dǎo)入觀看視頻并回答本節(jié)知識(shí)點(diǎn)高精度五軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)1全惰性氣體保護(hù)技術(shù)2激光加工質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)3激光加工系統(tǒng)集成控制技術(shù)4激光3D打印工藝軟件處理技術(shù)5密封型無(wú)間斷后續(xù)智能送粉技術(shù)短行程高平整智能鋪粉技術(shù)高速高精度振鏡掃描技術(shù)金屬粉末激光3Ｄ打印工藝等核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)6789金屬3D打印機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)（以激光金屬3D打印機(jī)為例加）56789高精度五軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)6789密封型無(wú)間斷后續(xù)智能送粉技術(shù)全惰性氣體保護(hù)技術(shù)短行程高平整智能鋪粉技術(shù)激光加工質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)高速高精度振鏡掃描技術(shù)激光加工系統(tǒng)集成控制技術(shù)打印工藝等核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)123495激光3D打印工藝軟件處理技術(shù)企業(yè)愿景、企業(yè)使命、核心價(jià)值觀、企業(yè)精神、企業(yè)道德、企業(yè)作風(fēng)等；構(gòu)造：龍門(mén)式三坐標(biāo)機(jī)床+兩軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)說(shuō)明：五軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床一般是指五個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)在五個(gè)坐標(biāo)軸內(nèi)同時(shí)完成運(yùn)動(dòng)和插補(bǔ)的機(jī)床。通常必須具有XYZ三個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)外，另外還有兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸坐標(biāo)。適用對(duì)象：送粉式激光3D打印機(jī)系統(tǒng)控制指令：國(guó)際G/M代碼功能：速度平滑和光順運(yùn)動(dòng)副：固體潤(rùn)滑方式高精度五軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)五軸三聯(lián)動(dòng)示意圖五軸三聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)床示意圖全惰性氣體保護(hù)技術(shù)適用對(duì)象：激光3D打印系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式：建立惰性氣體氣氛加工室加工室構(gòu)造：出入艙門(mén)、過(guò)渡艙、抽氣口、惰性氣體進(jìn)氣口、放氣口、氣體循環(huán)處理系統(tǒng)進(jìn)出口、觀察窗、真空手套、水路電路氣路過(guò)橋孔、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)橋孔、光纖過(guò)橋口、照明系統(tǒng)等。送粉式激光3D打印機(jī)組成示意圖金屬3D打印機(jī)加工室通常情況下都需要惰性氣體保護(hù)或者抽真空，你知