吴文凯团队

熔融沉积式工业3D打印机成果简介

熔融沉积式工业3D打印机采用混合加工（Hybrid Machining）模式，在传统熔融沉积式增材制造的基础上，引入了数控加工系统，采用“打印—加工”相结合的方式实现ABS、PLA、PP、PA等树脂材料产品的制造。利用该模式可实现不同加工方法的优势互补，增强制造的灵活性，降低加工难度，提高材料利用率，缩短生产周期，简化工艺流程，可用于复杂、异形多曲面产品的单件、小批量制造，尤其适用于注塑类产品在研发阶段的样件试制。

熔融沉积式工业3D打印机由3D打印系统和数控铣削系统组成。3D打印系统采用分级打印的模式来实施产品的打印，即先对所打印薄层的外形轮廓进行精细打印，然后调整打印材料的挤出速度，加大输出泵的流量来提升填充速度使得铸型内部迅速浇筑，从而提高打印速度缩短大型构建的打印时间；在打印完成之后，启动数控加工装置对模型的外形轮廓进行切削加工，一方面可以减低打印难度，实现一些不易打印部位或外形的制作，另一方面采用切削加工的方式可有效去除应力变形和堆叠纹理，提升产品的尺寸精度和外形质量。

熔融沉积式工业3D打印机采用ABS、PLA、PP、PA为打印材料，以熔融沉积（FDM）的方式实现产品的打印，最大打印尺寸为1800×1200×1000mm，打印速度为6-10kg/h，打印层高1-3mm （视打印头而定），支持STL/SLC，CNC标准加工文件。

该设备适用于大型非金属产品的单件小批量试制，替代注塑产品在研发阶段样件试制所需的模具加工，将注塑类产品的开发模式，由传统方式:设计→开模→样品制造→模具修改，变为新方式：设计→3D打印样品→开模，1-2个星期便可获得产品的样件，省去传统生产中注塑模具的制作周期和巨额加工费用，帮助企业在研发阶段快速完成样件制作，及时发现设计缺陷，改进产品结构，优化生产工艺，降低企业的前期投入。

本设备目前共制造两台，一台归属于黑龙江省自动化系统工程有限公司，用于产品的打印测试和技术研发，另外一台为黑龙江鑫达企业集团采购，用于改性树脂材料的打印测试和汽车内饰板的样件打印制作。