3D打印顛覆傳統(tǒng)重工業(yè)——“長(zhǎng)一層”，制造更輕松
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2019-10-30 18:08 -
文：
查金忠
近日，記者走訪了南京幾家增材制造企業(yè)，探秘3D打印技術(shù)在我們生活、工業(yè)中的N種打開方式。
智能新視界，工業(yè)新未來(lái)。2019世界智能制造大會(huì)將于10月17-19日在南京舉行。近日，記者走訪了南京幾家增材制造企業(yè)，探秘3D打印技術(shù)在我們生活、工業(yè)中的N種打開方式。
地鐵五號(hào)線、六號(hào)線、四號(hào)線二期、一號(hào)線北延、二號(hào)線西延……今年，南京多條地鐵同時(shí)開建，少不了挖隧道的大型盾構(gòu)機(jī)忙活。盾構(gòu)機(jī)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(gè)，一次就要幾萬(wàn)元。而現(xiàn)在，一間南京公司采用“激光3D打印”的方式對(duì)磨損刀頭進(jìn)行修復(fù)，一天時(shí)間就能讓它鋒利如初并且重復(fù)使用。
這家公司就是位于南京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司。該公司成立于2013年，是我市新型研發(fā)機(jī)構(gòu)南京先進(jìn)激光技術(shù)研究院孵化的首個(gè)高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)成為中國(guó)激光增材制造領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。
“給它‘長(zhǎng)’一層”，是中科煜宸副總經(jīng)理、總工程師徐國(guó)建對(duì)增材制造，也就是大家俗稱的“3D打印”技術(shù)的形象描繪。它先通過(guò)軟件建構(gòu)出三維模型，激光3D打印設(shè)備能識(shí)別這一模型，并根據(jù)零部件需求進(jìn)行自動(dòng)分層和路徑規(guī)劃，然后把特制的金屬粉末經(jīng)過(guò)激光燒熔等方式，實(shí)現(xiàn)一層一層“生長(zhǎng)”，不僅可以使盾構(gòu)機(jī)磨損的刀頭鋒利如初，也可以實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜零部件的成型。中科煜宸的優(yōu)勢(shì)，是設(shè)計(jì)軟件、工藝設(shè)備、金屬材料等都自主掌握，而且可以打印成型最長(zhǎng)十三米的大型零部件。
“長(zhǎng)一層”已經(jīng)在很多行業(yè)替代了“換一個(gè)”。例如在大型鋼鐵企業(yè)，鋼坯、鋼錠燒熱后送進(jìn)軋機(jī)千碾萬(wàn)壓，成為鋼板、鋼管等型材。由于受力巨大，軋機(jī)軌道的磨損也很快。中科煜宸用增材的方法給軋機(jī)軌道“長(zhǎng)”一層，不僅不用更換，使用壽命還比原來(lái)長(zhǎng)了三倍。
“在采煤行業(yè)，我們已經(jīng)完全把電鍍給取代了。”徐國(guó)建說(shuō)，煤礦里的采煤機(jī)械都有液壓支架頂住礦井，防止出現(xiàn)塌方。但礦井內(nèi)有硫等多種腐蝕性物質(zhì)，所以煤機(jī)必須每年升井維修，就是用電鍍的方式在機(jī)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(yè)，已被很多地區(qū)列入禁止發(fā)展產(chǎn)業(yè)負(fù)面清單?，F(xiàn)在，用增材方法“長(zhǎng)”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(huán)節(jié)。
3D打印不僅應(yīng)用在制造業(yè)領(lǐng)域，醫(yī)療器械也是它大展拳腳的行業(yè)。在玄武區(qū)也有一家新型研發(fā)機(jī)構(gòu)致力于3D打印相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，它就是南京智能高端裝備產(chǎn)業(yè)研究院。這個(gè)研究院是由南京師范大學(xué)、玄武區(qū)人民政府、南瑞集團(tuán)有限公司和人才團(tuán)隊(duì)四方共建，開展科技研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化，為智能裝備領(lǐng)域前沿性及關(guān)鍵性技術(shù)發(fā)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(lái)的“人工髖關(guān)節(jié)”。“人的軟骨受損后是不能再生的，只有通過(guò)手術(shù)去修復(fù)它，費(fèi)用非常高，換一個(gè)接頭就3萬(wàn)—5萬(wàn)元。”研究院院長(zhǎng)楊繼全介紹，傳統(tǒng)的植入關(guān)節(jié)是不銹鋼的，與人體不相容。而該團(tuán)隊(duì)做的是跟人體非常接近的軟骨組織，它可以根據(jù)人體組織的特征專門“定制”，而且內(nèi)部有非常多的微細(xì)小孔，血液可以暢通無(wú)阻地流過(guò)，具有生物活性；另外，它非?？焖俦憬荩∪巳朐旱臅r(shí)候做CT數(shù)據(jù)采集，當(dāng)天進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，第二天就能進(jìn)行移植手術(shù)。這一項(xiàng)目正在進(jìn)行臨床驗(yàn)證，相信不久后就可以造福國(guó)內(nèi)每年30—40萬(wàn)需要進(jìn)行更換髖關(guān)節(jié)手術(shù)的患者。