mcp2.8冲压模具,冲压模具设计视频

本篇文章给大家谈谈mcp2.8冲压模具，以及冲压模具设计视频对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录概览：

• 1、冲压下模座应该采用什么材料
• 2、3D打印技术是什么 据说能打印汽车和食品和器官
• 3、3D打印领域的过往技术与发展方向？

冲压下模座应该采用什么材料

选用冲压下模座材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。常用冲压模具钢材耐磨性 的劣优依次 为碳素工具钢 — 合金工具钢 — 基体钢 — 高碳高铬钢 — 高速钢 — 钢结 硬质合金 — 硬质合金。

此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。

1.传统模具用钢

长期以来，国内薄板冲裁模用钢为 T10A 、 CrWMn 、9Mn2V、Cr12 和 Cr12MoV 等。

其中 T10A 为碳素工具钢，有一定强度和韧性。但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲裁模具。

T10A 碳素工具钢的热处理工艺为： 760~810 ℃水或油 淬， 160~180 ℃ 回火，硬度 59~62HRC 。

CrWMn 、 9Mn2V 是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。 CrWMn 钢的热处理工艺为：淬火温度 820~840 ℃ 油冷 ，回火温度 200 ℃，硬度 60~62HRC 。 9Mn2V 钢的热处理工艺为：淬火温度 780~820 ℃ 油冷 ，回火温度 150~200 ℃，空冷，硬度 60~62HRC 。注意 回火温度在 200~300 ℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。

Cr12 和 Cr12MoV 为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩 刃 或断裂。其中， Cr12 含碳量较高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 严重，脆性更大一些。

Cr12 型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（ Cr12 为 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； Cr12MoV 为 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火 （ Cr12 为 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； Cr12MoV 为 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。

高铬钢在 275~375 ℃区域有回火脆性，应予避免。

2.常用模具新钢种

为了弥补传统模具钢种性能的不足，国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢：

（ 1 ） Cr12Mo1V1 （代号 D2 ）钢 为仿美国 ASTM 标准中的 D2 钢引进 的钢种，属 Cr12 型钢。由于 D2 钢中 Mo 、 V 含量增加，细化了晶粒，改善了碳化物的分布状况，因此 D2 钢的强韧性（冲击韧度、抗弯强度、挠度）比 Cr12MoV 钢有所提高，耐磨性和抗回火稳定性也比 Cr12MoV 更高。可用深冷处理，提高硬度并改善尺寸稳定性。用 D2 钢制作的冲裁模具寿命要高于 Cr12MoV 钢模具。

D2 钢的锻造性能和热塑成形性比 Cr12MoV 钢略差，机械加工性能和热处理工艺与 Cr12 型钢相似。

（ 2 ） Cr6WV 钢 为高 耐磨微 变形高碳中铬钢，碳、铬含量均低于 Cr12 型钢，碳化物的分布状态较 Cr12MoV 均匀，具有良好的淬透性。热处理变形小，机械加工性能较好。抗弯强度、冲击韧度优于 Cr12MoV ， 只是耐磨性略低于Cr12 型钢。用于承受较大冲击力的高硬度、高耐磨板料冲裁模，其效果好于 Cr12 型钢。

钢的常用热处理工艺为：淬火温度9701 ~ 000℃，一般可热油或硝盐分级淬火冷却，尺寸不大的部件可采取空冷。淬火后应立即回火，回火温度160210 ~ ℃，硬度 58 ~ 62HRC。

（ 3 ） Cr4W2MoV 钢 也是高 耐磨微 变形高碳中铬钢，替代 Cr12 型钢而研制的钢种，碳化物均匀性好，耐磨性高于 Cr12MoV ，适于制作形状复杂、尺寸精度要求高的冲压模具，可用于硅钢片冲裁模。

Cr4W2MoV 钢的热处理工艺：要求强度、韧性较高时，采用低温淬火、低温回火工艺：淬火温度 960~980 ℃，回火温度 280~320 ℃，硬度 60~62HRC 。要求热硬性和耐磨性较高时，采用高温淬火、高温回火工艺：淬火温度 1020~1040 ℃，回火温度 50 0~540 ℃，硬度 60~62HRC 。

（ 4 ） 7CrSiMnMoV( 代号 CH-1) 钢 为 空淬微变形低合金钢、火焰淬火钢，可以利用火焰进行局部淬火，淬硬模具刃口部分。淬火温度（ 800~1000 ℃ ），具有良好的淬透性和 淬硬性 （可达 60 HRC 以上），强度和韧性较高，崩 刃 后能补焊。可代替 CrWMn 、 Cr12MoV 钢，制作形状复杂的冲裁模。 CH-1 钢的推荐热处理工艺：淬火温度 900~920 ℃， 油冷 ， 190~200 ℃ 回火 1~3 小时，硬度 58~62 HRC 。

（ 5 ） 6CrNiSiMnMoV( 代号 GD) 钢 为高韧性低合金钢，淬透性好，空淬变形小，耐磨性较高。其强韧性显著高于CrWMn 和 Cr12MoV 钢，不易崩刃或断裂。尤其适用于细长、薄片状 凸模及 大型、形状复杂、薄壁凸凹模。

GD 钢的推荐热处理工艺：淬火温度 870~930 ℃（ 900 ℃ 最佳 ），盐浴炉加热（ 45s/mm ）， 油冷或 空冷、风冷 ， 175~230 ℃ 回火 2 小时，硬度 58~62 HRC 。由于空冷即可淬硬 ，也可采用火焰加热淬火。

（ 6 ） 9Cr6W3Mo2V2( 代号 GM) 钢为高耐磨高强 韧 合金钢，各项工艺性能良好，其耐磨性、强韧性、加工性能均优于 Cr12 型钢，能够用于高速压力机冲压下的多工位 级进模等 精密模具，是较理想的耐磨、精密冲压模具用钢。

GM 钢的热处理工艺：淬火温度 1080~1120 ℃，硬度 64~66HRC 。 回火温度 540~560 ℃，回火二次。

（ 7 ） Cr8MoWV3Si ( 代号 ER5) 钢 属高耐磨高强韧合金钢，具有较好的电火花加工性能，强度、韧性、耐磨性都优于 Cr12 型钢，适用于大型精密冲压模具。用于硅钢片冲裁模，一次 刃 磨寿命为 21 万次，总寿命高达 360 万次，是目前合金钢冲模冲裁硅钢片的较高寿命水平。

ER5 钢的推荐热处理工艺：对高耐磨性、高强韧性的模具，采用 1150 ℃ 淬火， 520~530 ℃ 回火 3 次； 对重载服役条件下的模具，采用 1120~1130 ℃ 淬火， 550 ℃ 回火 3 次。

3. 硬质合金及钢结硬质合金

当工件的批量极大时，可以考虑选用硬度和耐磨性比各类模具钢种更高的硬质合金 或钢结硬质合金 。用作模具材料的硬质合金为 钨钴类 ，随着 含钴量的增加，韧性及抗弯强度提高而硬度降低。对于承受冲击力较小的模具，可以选用 含钴量较低 的 YG10X ；承受冲击力中等或较大的模具，可以选用含钴量较高 的 YG15 或 YG20 。硬质合金的缺点为韧性较差、难以加工，作为模具的工作部件可以设计为镶拼结构。 钢结硬质合金的性能介于硬质合金和高速钢之间，能够机械加工和热处理，可以用于制作复杂的高寿命模具。用作冲裁模 的钢结硬质合金 有 DT 、 GT35 、 TLMW50 、 GW50 等。

参考链接：

冲压模具材料的要求及选用_百度文库

3D打印技术是什么 据说能打印汽车和食品和器官

3D打印——改变世界格局源动力

随着人类社会的发展以及文化、艺术、生产工具和技术的进步，经济不断向前发展。在几千年的历史长河中，中国以其卓越的文明遥遥领先于世界各国，特别是经济实力尤为突出。从英国人安格斯麦迪森所著《世纪经济千年史》我们可以看出，中国经济总量占世界经济的比重，公元1000年为22.7%，公元1500年为25%，公元1600年为29.2%，东方文明领先于西方世界。

然而这一格局在17世纪以后发生了根本的变化。随着资本主义制度在英国的确立，蒸汽机开始应用于生产领域，机器生产代替手工生产，整个世界从“手工业时代”跨入“蒸汽时代”，第一次工业革命拉开大幕，极大地推动了欧洲各国的经济发展。由于生产方式的改变，生产能力得到大幅提高，国内市场无法及时消化日益增长的商品生产，于是英、法、德、意、荷等资本主义国家纷纷向亚、非等其他各洲拓展殖民地，寻找新的市场与原料供应地。显然以英、法、德、意、荷为代表的欧洲文明已经赶上并超过亚洲，从而形成东方从属于西方的局面，可谓制造改变世界格局。最具实质性的变化是在第二次工业革命到20世纪中叶。1870年以后，由于电力的广泛应用，世界由“蒸汽时代”迈向“电气时代”，科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了世界经济的发展。特别是美国的崛起，足以说明制造业对一个国家有着重要的作用。18世纪末，美国独立以后仿效英国走工业化现代化的道路。由于英国自伊丽莎白时代开始, 制造业得到国家的鼓励, 商业势力开始向全球扩展。法国在路易十四统治时期, 工商业取得了长足的进步, 西班牙、葡萄牙在世界各地抢占大量商业据点, 连俄国与土耳其等国家也在发展商业与制造业。这是一个时代的潮流。因此, 美国意识到只有致力于工商业发展, 特别是制造业的发展与使用机器，美国才能跻身于世界大国的行列。基于这种理念，美国大力发展制造业。19世纪上半叶, 美国最主要的发展是创立新的工厂体制。它把原来的一些分散的制作过程加以合并,实行新的分工, 而后将制造某种商品的所有工序集中在一个工厂, 置于统一的管理之下。经过一百余年的发展，到十九世纪末，世界金融中心由伦敦转移至纽约，美国成为世界上最发达的国家，世界第一经济大国。可以说制造业不仅改变着世界格局，而且其发展水平决定着一个国家的发达程度。如美国68%的财富来自于制造业，国民总产值的49%是由制造业提供的。我国自改革开放以后制造业得到迅猛发展，2011年，我国高技术制造业年总产值达9.2万亿元，约占我国GDP比重19.51%，加工贸易出口总产值达8354亿美元，约占我国GDP比重为11.2%。制造业的发展不仅为老百姓的日常生活提供了保障，也为提升我国的综合国力奠定了基础。

自2008年美国金融导致的全球经济危机爆发以来，世界经济似乎始终都未走出低谷，尽管期间也曾多次试图反弹，但最终仍因后劲不足而增长乏力。历史经验反复证明，在全球经济陷入衰退之时，正是新经济萌芽和新技术诞生之时。全球经济之萎靡不振，表明传统的生产关系已经严重阻碍了生产力的发展，变革将成为生产关系新的动力。

今年以来，对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米里夫金称，互联网与新能源的结合，将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出，3D打印技术市场潜力巨大，势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命到来的标志。

3D打印技术属于一种非传统加工工艺，也称为增材制造、快速成型等，是近30年来全球先进制造领域兴趣的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与切削等材料“去除法”不同，该技术通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积，“自然生长”成三维实体，该技术将三维实体变为若干二维平面，大大降低了制造复杂程度。理论上，只要在计算机上设计出结构模型，就可以应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺条件下快速地将设计变为实物。该技术特别适合于航空航天、武器装备、生物医学、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内容结构零部件（如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道）的快速制造，符合现代和未来的发展趋势。

3D打印技术的起源与发展

3D打印技术的核心制造思想最早起源于美国。早在1892年,J.E.Blanther在其专利中曾建议用分层制造法构成地形图。1902年，Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年，Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线，然后将这些纸板纸板粘结成三维地形图的方法。20世纪50年代之后，出现了几百个有关3D打印的专利。80年代后期，3D制造技术有了根本性的发展，出现的专利更多，仅在1986-1998年间注册的美国专利就有24个。1986年Hull先生发明了光固化成型(SLA，Stereo lithography Appearance )，1988年Feygin发明了分层实体制造，1989年Deckard发胆了粉末激光烧结技术( SLS,Selective Laser Sintering)，1992年Crump发明了熔融沉积制造技术(FDM,Fused Deposition Modeling )，1993年Sachs先生在麻省理工大学发明了3D打印技术。

随着3D打印专利技术的不断发明，相应地用于生产的设备也被研发出来。1988年美国的3D Systems公司根据Hull的专利,生产出了第一台现代3D打印设备——SLA-250（光固化成形机），开创了3D打印技术发展的新纪元。在此后的10年中，3D打印技术蓬勃发展，涌现出了十余种新工艺和相应的3D打印设备。1991年Stratasys的FDM设备、Cubital的实体平面固化（SGC,Solid Ground Curing）设备和Helisys的LOM设备都实现了商业化。1992年DTM（现在属于3D Systems公司）SLS技术研发成功。1994年德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备。1996年3D Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机——Actua 2100。同年Z Corp也发布了Z402 3D打印机。总体而言，美国在设备研制、生产销售方面占全球主导地位，其发展水平及趋势基本代表了世界的发展水平及趋势。欧洲和日本也不甘落后，纷纷进行相关技术研究和设备研发。当时虽然台湾大学拥有LOM设备，但台湾各单位及军方的引进安装4SL系列设备，香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备，其重点是有关技术的应用与推广。

邓小平同志说，科学技术是第一生产力。3D打印技术作为目前最为先进的一种制造方式，也代表了目前全球最前沿的科学技术。党和国家历来重视科技产业的发展。在上世纪80年代中期，党中央、国务院就提出了实施了高技术研究发展计划，对中国未来经济和社会发展有重大影响的生物技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、激光技术等众多领域，确立了15个主题项目作为突破重点，以追踪世界先进水平。在这种形势下，1994年作为国内第一家从事3D打印的北京隆源自动成型有限公司成立，公司注册资金200万美元，专门进行快速成型设备的研发和销售，并于当年成功制造了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360。这种设备以聚丙烯（PP）、塑料粉末（PS）等为原材料，用于生产假牙、高尔夫球杆球头、头骨等。

3D打印技术与装备水平

在装备的研发方面，德国、美国和日本在该领域处于世界领先水平，并已形成了多家专业化和规模化研制和生产3D打印设备的知名企业，如德国EOS、美国3D Systems以及日本CMET公司。3D Systems公司生产的SLA装备在国际市场上占最大比例。该企业自1988年以来相继推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA装备（最大形成空间达到1500750550mm）其主要技术优势为装备使用寿命长（5000小时以上），成形精度高（层厚可达0.025mm），成形效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA装备使用紫外线光源的常规，率先使用680nm左右波长的半导体激光器作为光源，大大降低了SLA装备的成本。在SLS装备方面，德国EOS公司和美国3D Systems公司是世界上该技术的主要提供商。成形材料由早期的高分子材料拓展至金属、陶瓷等功能材料，成形精度约为0.1-0.2mm，成形空间逐渐增大，最大台面超过500mm。在金属直接3D打印方面，世界范围内已经有多家成熟的装备制造商，包括德国EOS公司（EOSING M270）、美国MCP公司（Realizer系列）、德国Concept laser公司（M Cusing系列）。瑞典Acram公司的EBM装备也占有重要地位。

北京隆源公司自1994年研制成功第一台激光快速成型机开始，便倾力开发选区激光粉末烧结（SLS）快速成型机，同时致力于快速原型的应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laserCore5100、5300、7000等型号的SLS装备（最大成形空间为1400700400mm），目前拥有110多家设备用户及100多家加工服务用户，市场主要集中在航空航天、汽车制造、军工和铸造行业等。作为公司总经理的冯涛，毕业于清华大学，曾任职于清华大学高分子材料研究所，具有较好的高分子材料和激光光学理论知识和实践经验，是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着很深的造诣。早在1995年他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛，适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统，所以SLS的应用越来越广泛。在他的带领下，隆源公司成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂工艺制作方法，后来又研制出聚苯乙烯粉末、资材料在3D打印中的应用方法，如今冯涛又着手研究金属粉末在SLS技术中的应用，并取得了一定的成效。在他看来，实现使用高熔点金属直接烧结成型零件，对用传统切削加工方法难以制造出高强度零件对3D打印技术更广泛的应用具有特别重要的意义。SLS成形技术在金属材料领域中研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型，多元合金材料零件的烧结成型，先进金属材料如金属纳米材料，非晶态金属合金等的激光烧结成型等，尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。随着对激光烧结金属粉末成型机理的掌握对各种金属材料最佳烧结参数的获得，以及专用的快速成型材料的出现，SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。

广泛的应用领域

作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术，3D打印技术已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是，3D打印技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。

航空航天：航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，传统方法难以制造，3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。在国外3D打印技术很早就应用于航空航天领域。美国波音公司应用3D打印技术与传统铸造技术相结合，制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等制件；通用公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键制件；比利时Materialise公司的Mammoth激光快速成型系统，其一次性最大加工尺寸可达2200mm；在国内，北京隆源凭着自身的技术优势，我国航天部等部门及飞机制造公司提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道（最大高度达到2800mm）、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产服务。

军事工业：3D打印技术和传统制造技术相比，具有简单化，易操作性等特点，特别是对于一些新材料的加工，成效尤为显著。比如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好，耐高温等特点，作为结构材料，因其加工性能优良，可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等，以充分发挥材料的潜力，提高构件刚、强度。所以，铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。美国军方应用3D打印技术辅助制造导弹用弹出式点火器模型，取得了良好的效果。在我国钛合金已经广泛应用于自行火炮炮塔、构件、装甲车、坦克、军用直升机等的制造。1999年，北京隆源自动成型有限公司利用3D打印技术，参与完成了若干项国家重点项目的开发研制任务，如：用于大推力火箭的液氧－煤油和液氧－液氢发动机；JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器，卫星陀螺仪框体；红外制导仪观测镜壳体等，进一步推动了我国军事工业的发展。

汽车制造：目前德国奥迪汽车公司（Audi）使用3D打印技术成功的KUKA机器人来制造的Audi RSQ汽车。随着我国汽车工业的发展，汽车产量的迅猛增长，但其中一些关键性零部件日趋复杂化、大型化和轻量化，要求零部件的整体化、集成化制造，采用模具进行翻砂制模的传统工艺，模具越来越复杂，活块数量也急剧增加，这些因素都制约了我国汽车工业的发展。为此，北京隆源公司总经理冯涛展开3D打印技术生产汽车发动机的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件。加工开始时先将一层很薄(100m～250m)的热塑性粉末均匀地铺在工作平台上，辅助加热装置将其加热到熔点以下的温度，在均匀的粉末表面，计算机控制激光按照零件当前层的信息扫描，激光扫描到的地方粉末烧结形成固体，激光未扫描到的地方仍是粉末，可以作为下一层的支撑并能在成型完成后去除。上一层制作完毕后成型活塞下降一层，供粉活塞上升，用铺粉滚筒将粉体从供粉活塞移到成型活塞，将粉体铺平后即可扫描下一层。不断重复这个辅粉和选区烧结过程直到最后一层，这样一个三维实体就制作出来了。SLS最大特点一个是成型过程与复杂程度无关，因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件；另一个重要的特点是成型材料广泛，特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型，因此，可以通过与铸造技术结合，快速铸造出发动机的部件。SLS技术将快速成型与传统铸造技术有效结合快速制造复杂金属零件的技术。发动机的缸体、缸头一般都是铸造产品，利用快速铸造技术可以在很短时间内得到与最终产品材料一致、性能接近的发动机产品供测试与检验。冯涛认为，SLS技术与铸造技术结合，衍生出快速铸造技术，其工艺特征是简捷、准确、可靠和具有延展性，可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点，可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验，有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性，可在设计开发阶段低成本地即时修改，以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量，其快速成型原材料地多元性，为产品开发阶段提供了不同地工艺组合，由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合，有助于降低开发成本，其组合工艺的快捷性，支持产品更新换代频次的提高，有助于推动产品早日进入市场。利用3D打印技术，为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等，不仅制造速度快而且精度高，从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今，国内众多的高铁、动车、地铁的发动机都有隆源的产品。

生物医药：目前3D打印技术也被应用到生物医药方面，包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。在生物制造方面，欧美等发达国家研究较多、范围较广且已经取得临床应用：在美国利用SLA制造技术，使用生物相容树脂可以制作医用助听器、眼睛水晶体模型、人工牙齿等；在意大利利用SLA制造技术制造了人体骨骼修复体。1998年，北京隆源公司与北京大学口腔医院合作，由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上 ,以标准格式(Dicom 格式)刻录存储 ,提供给北京隆源公司，北京隆源公司利用开发研制AFS-320型快速成型机, 采用选区激光粉末烧结法 ,原料为聚苯乙烯粉末 ,制作成实体模型,医治颧上颌骨骨纤维异常增生症，取得了很好的疗效，同时在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗，临床应用结果表明治疗效果良好。

重要的战略意义

3D打印技术有着广

3D打印领域的过往技术与发展方向？

3D打印技术——改变世界格局的源动力

随着人类文明的发展以及文化、艺术、生产工具及技术的进步，社会经济不断向前发展。在几千年的历史长河中，中国以其卓越的文明遥遥领先于世界各国，特别是经济实力尤为突出。从英国人安格斯麦迪森所著《世纪经济千年史》中我们可以看到，中国经济总量占世界经济的比重，公元1000年为22.7%，公元1500年为25%，公元1600年为29.2%，东方文明领先于西方世界。

然而这一格局在17世纪以后发生了根本性的变化。随着资本主义制度在英国的确立，蒸汽机开始应用于生产领域，机器生产代替手工生产，整个世界从“手工业时代”跨入“蒸汽时代”，第一次工业革命拉开大幕，极大地推动了欧洲各国的经济发展。由于生产方式的改变，生产能力得到大幅提高，国内市场无法及时消化日益增长的商品生产需求，于是英、法、德、意、荷等资本主义国家纷纷向亚、非等其他各洲拓展殖民地，寻找新的市场与原料供应地。以英、法、德、意、荷为代表的欧洲文明已经赶超亚洲，从而形成东方从属于西方的局面，可谓制造改变世界格局。最具实质性的变化发生在第二次工业革命到20世纪中叶期间。1870年以后，由于电力的广泛应用，世界由“蒸汽时代”迈向“电气时代”，科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了世界经济的发展。特别是美国的崛起，足以说明制造业对一个国家的发展有着重要的作用。18世纪末，独立后的美国开始仿效英国走工业化现代化之路。美国意识到，只有致力于制造业的发展，才能跻身于世界大国的行列。19世纪上半叶, 美国最主要的发展便是创立新的工厂体制。比如，它将原有的分散制作过程加以合并，实行新的分工，而后将制造某种商品的所有工序集中在一个工厂，置于统一的管理之下。经过一百余年的发展，到19世纪末，世界金融中心由伦敦转移至纽约，美国成为世界上最发达的国家以及世界第一经济大国。可以说，制造业不仅改变着世界格局，而且其发展水平还决定着一个国家的发达程度。如美国68%的财富便来自于制造业，国民总产值的49%是制造业提供；中国自改革开放以来制造业得到迅猛发展，2011年，我国高技术制造业年总产值达9.2万亿元，约占我国GDP比重的19.51%，加工贸易出口总产值达8354亿美元，约占我国GDP比重的11.2%。由此可见，制造业的发展不仅为老百姓的日常生活提供了保障，也为提升我国的综合国力奠定了基础。

自2008年美国金融导致的全球经济危机爆发以来，世界经济似乎始终都未走出低谷，尽管期间也曾多次试图反弹，但最终仍因后劲不足而增长乏力。历史经验反复证明，在全球经济陷入衰退之时，正是新经济萌芽和新技术诞生之时。全球经济之萎靡不振，表明传统的生产关系已经严重阻碍了生产力的发展，变革将成为生产关系新的动力。

今年以来，对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米里夫金称，互联网与新能源的结合，将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出，3D打印技术市场潜力巨大，势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命到来的标志。

3D打印技术属于一种非传统加工工艺，也称为增材制造、快速成型等，是近30年来全球先进制造领域的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统切削等材料的“去除法”不同，3D打印技术通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积，“自然生长”成三维实体。该技术将三维实体变为若干二维平面，大大降低了制造复杂程度。理论上，只要在计算机上设计出结构模型，就可以应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺的条件下快速地将设计变为实物。该技术特别适合于航空航天、武器装备、生物医学、汽车制造、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内部结构零部件（如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道等）的快速制造，符合现代和未来的发展趋势。

3D打印技术的起源与发展

3D打印技术的核心制造思想最早起源于美国。早在1892年，J.E.Blanther在其专利中曾建议用分层制造法构成地形图。1902年，Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年，Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线，然后将这些纸板粘结成三维地形图的方法。20世纪50年代之后，出现了上百个有关3D打印的专利。80年代后期，3D打印技术有了根本性的发展，出现的专利更多，仅在1986-1998年间注册的美国专利就有24个。1986年Hull发明了光固化成型(SLA，Stereo lithography Appearance )，1988年Feygin发明了分层实体制造，1989年Deckard发明了粉末激光烧结技术( SLS,Selective Laser Sintering)，1992年Crump发明了熔融沉积制造技术(FDM，Fused Deposition Modeling )，1993年Sachs在麻省理工大学发明了3D打印技术。

随着各类3D打印专利技术的不断发明，其相应的生产设备也被相继研发而出。1988年，美国的3D Systems公司根据Hull的专利，生产出了第一台现代3D打印设备——SLA-250（光固化成型机），开创了3D打印技术发展的新纪元。在此后的十年中，3D打印技术蓬勃发展，涌现出了十余种新工艺及相应的3D打印设备。1991年，Stratasys的FDM设备、Cubital的实体平面固化（SGC,Solid Ground Curing）设备和Helisys的LOM设备都实现了商业化；1992年，DTM（现在属于3D Systems公司）的SLS技术研发成功。1994年，德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备；1996年，3D Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机——Actua 2100；同年，Z Corp也发布了Z402 3D打印机。总体而言，美国在设备研制、生产销售方面占全球主导地位，其发展水平及趋势基本代表了世界的发展水平及趋势。欧洲和日本也不甘落后，纷纷进行相关技术研究和设备研发。当时虽然台湾大学拥有LOM设备，但台湾各单位及军方引进安装的是SL系列设备，香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备，其重点是有关技术的应用与推广。

3D打印技术作为目前最为先进的一种制造方式，也代表了目前全球最前沿的科学技术。邓小平说过，科学技术是第一生产力。党和国家历来重视科技产业的发展。在上世纪80年代中期，党中央、国务院就提出了实施了高技术研究发展计划，对中国未来经济和社会发展有重大影响的生物技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、激光技术等众多领域，确立了15个主题项目作为突破重点，以追踪世界先进水平。在这种形势下，国内最早专业从事3D打印领域的北京隆源自动成型有限公司于1994年成立，公司注册资金200万美元，专门进行快速成型设备的研发和销售，并于创建当年便成功制造了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360。

3D打印的技术与装备水平

在装备的研发方面，德国、美国和日本在该领域处于世界领先水平，并已形成了多家专业化和规模化研制和生产3D打印设备的知名企业，如德国EOS、美国3D Systems以及日本CMET公司。其中，3D Systems公司生产的SLA装备在国际市场上占最大比例。该企业自1988年以来相继推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA装备（最大形成空间达到1500750550mm），其主要技术优势为装备使用寿命长（5000小时以上），成型精度高（层厚可达0.025mm），成型效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA装备使用紫外线光源的常规，率先使用680nm左右波长的半导体激光器作为光源，大大降低了SLA装备的成本。在SLS装备方面，德国EOS公司和美国3D Systems公司是世界上该技术的主要提供商。成型材料由早期的高分子材料拓展至金属、陶瓷等功能材料，成型精度约为0.1-0.2mm，成型空间逐渐增大，最大台面超过500mm。在金属直接3D打印方面，世界范围内已经有多家成熟的装备制造商，包括德国EOS公司（EOSING M270）和Concept laser公司（M Cusing系列）、美国MCP公司（Realizer系列）及瑞典Acram公司（EBM装备）。

中国从20世纪90年代初开始进入3D打印的研究与发展。北京隆源公司自1994年研制成功第一台激光快速成型机开始，便倾力开发选区激光粉末烧结（SLS）快速成型机，同时致力于快速成型的应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laser Core-5100、5300、7000等型号的SLS装备（最大成型空间为1400700400mm），目前拥有110多家设备用户及100多家加工服务用户，市场主要集中在航空航天、汽车制造、军工和铸造行业等。

作为公司总经理兼总工程师的冯涛，毕业于清华大学，曾任职于清华大学高分子材料研究所，具有丰富的高分子材料和激光光学的理论和实践经验，是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着深厚的造诣。早在1995年，他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛，加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统，适合多种用途。在他的带领下，北京隆源相继成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂的工艺制作方法，以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的应用方法，如今，冯涛又着手研究金属粉末在SLS技术中的应用，并取得了一定的成效。在他看来，实现使用高熔点金属直接烧结成型零件，对3D打印技术在用传统切削加工方法难以制造出的高强度零件中的更广泛的应用具有特别重要的意义。冯涛认为，SLS成型技术在金属材料领域中的研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型，多元合金材料零件的烧结成型，先进金属材料如金属纳米材料、非晶态金属合金等的激光烧结成型等，尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外，根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。可以预见的是，随着对激光烧结金属粉末成型机理的掌握，对各种金属材料最佳烧结参数的获得，以及专用快速成型材料的出现，SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。

作为国内最早实现3D打印技术产业化、服务化的公司，从创建至今在3D打印设备与材料应用中所取得的累累业绩及为中国3D打印行业发展所起到的推动作用来看，北京隆源都可以称为中国3D打印技术的引领者：

1994年成功制造了中国第一台SLS快速成型设备，专门进行快速成型设备的研发和销售；1995年通过北京市科委组织的专家鉴定；1997年，用于精密铸造的烧结材料和快速铸造工艺研究成功，进入复杂金属结构件的快速开发领域； 1998年参加科技部的快速成型示范服务中心项目，设备被二家服务中心选中；2000年，研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺，为发动机类复杂结构零件的快速制作打下基础，金属材料直接成型技术进入实质开发阶段；2002年，开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究；2004年与华南理工大学合作开展选区激光熔化金属成型技术。目前均可制造出密度100％的不锈钢和Ni基合金钢零件；2003年，推出大尺寸快速成型设备AFS－450，软硬件较AFS-320有22项重大改进。设备更稳定、可靠、人性化、速度更快、精度更高，成为企业用户的首选设备；2005年推出AFS-500，成型尺寸125立升，当年形成销售，并推出可直接蒸汽脱除的烧结精铸蜡，与传统的精密铸造无缝连接，解决了钛合金快速铸造表面粗糙的问题；2008年，开发完成AFS-700成型设备，成型尺寸245立升，是当时最大尺寸的激光粉末烧结设备，满足了绝大部分精密铸件尺寸的要求。设备采用全新的上料铺粉方式，单向铺粉时间减小一半，无需中间加料。设备当年形成销售；2009年，激光烧结砂实现突破。成型砂芯的强度和发气量均达到铸造要求。开始开发铸造覆膜砂烧结成型的专有设备激光制芯机；2010年，Laser Core-5300样机开发完成，开始试销。

3D打印技术广泛的应用领域

作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术，3D打印技术现已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是，该技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。以下，我们可以从几个主要的领域来一窥3D打印技术的广泛应用。

航空航天：航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，传统方法难以制造。因此，3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。在国外，3D打印技术于该领域很早便有应用。如：美国波音公司将3D打印技术与传统铸造技术相结合，制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等制件；通用公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键制件；比利时Materialise公司的Mammoth激光快速成型系统，其一次性最大加工尺寸可达2200mm。而在国内，北京隆源则凭借自身的技术优势，为我国航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道（最大高度达到2800mm）、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务：1996年，第一台商品化SLS快速成型机销往北京航空材料研究院，并成功应用于军用航空新产品的开发；1999年，第二代商品化设备AFS－320成功推向市场。快速成型的应用逐步展开，参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务，如：用于大推力火箭的液氧－煤油和液氧－液氢发动机、卫星陀螺仪框体等。

军事工业：3D打印技术和传统制造技术相比，具有简单、易操作等特点，特别是对于一些新材料的加工，成效尤为显著。比如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好、耐高温等特点，作为结构材料，因其加工性能优良，可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等，以充分发挥材料的潜力，提高构件的刚强度。所以，铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。美国军方应用3D打印技术辅助制造导弹用弹出式点火器模型，取得了良好的效果。在我国，钛合金已经广泛应用于自行火炮炮塔、构件、装甲车、坦克、军用直升机等制造。1999年，北京隆源自动成型有限公司利用3D打印技术，参与完成了多项国家军事工业重点项目的开发研制任务，如：JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器，红外制导仪观测镜壳体等；2002年，开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究，从而进一步推动了我国军事工业的发展。

汽车制造：在国外，3D打印技术在汽车制造领域已有很多成功案例，如德国奥迪汽车公司（Audi）使用3D打印技术成功地使用KUKA机器人制造出了Audi RSQ汽车。随着我国汽车工业的发展，汽车产量迅猛增长，一些关键性零部件也日趋复杂化、大型化和轻量化，这便要求实现零部件的整体化和集成化制造。而采用模具进行翻砂制模的传统工艺，使得模具越来越复杂，活块数量也急剧增加，这些因素在一定程度上都制约了我国汽车工业的发展。为此，引领国内3D打印技术的北京隆源的技术团队展开了3D打印技术于汽车发动机制造领域的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件，其最大特点一个是成型过程与复杂程度无关，因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件。此外，SLS技术成型材料广泛，特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型，因此，可以通过与铸造技术结合，快速铸造出发动机的部件。SLS技术与铸造技术的结合，衍生出快速铸造技术，可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点，可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验，有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性，可在设计开发阶段低成本地即时修改，以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量，其快速成型原材料的多元性，为产品开发阶段提供了不同的工艺组合，由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合，有助于降低开发成本，其组合工艺的快捷性，支持产品更新换代频次的提高，有助于推动产品早日进入市场。利用3D打印技术，为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等，不仅制造速度快而且精度高，从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今，国内众多的高铁、动车、地铁的发动机中都可以看到隆源的产品。以下为隆源在汽车发动机应用中的研发成果：2001年，汽车关键结构件的快速成型与快速制造工艺研究成功，开始为汽车企业提供缸体、缸盖、进气管、变速箱壳体的RP服务；2006年，激光直接成型铸造砂芯技术推向市场，销售第一台专门用于铸造砂芯的成型设备。并成功用于汽车发动机缸体、缸盖和增压器的快速开发；2011年，为满足柴油机等行业需求，开始研发大尺寸激光制芯机；通过与广西玉柴机器股份有限公司、东风商用汽车工艺所合作，研发出柴油缸体缸盖的快速制造方法与工艺等。

生物医药：目前3D打印技术也被应用到生物医药领域，包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。在生物制造方面，欧美等发达国家研究较多、范围较广且已经取得临床应用：在美国，利用SLA制造技术，使用生物相容树脂可以制作医用助听器、眼睛水晶体模型、人工牙齿等；在意大利，利用SLA制造技术制造了人体骨骼修复体。在中国，北京隆源与北京大学口腔医院合作，由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上，以标准格式(Dicom 格式)刻录存储，后提供给隆源，隆源据此开发研制了AFS-320型快速成型机。该设备采用选区激光粉末烧结法，原料为聚苯乙烯粉末，制作成实体模型，可用于口腔医疗中颧上颌骨骨纤维异常增生等症状，并取得了很好的疗效。同时，在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗中，临床应用结果表明，治疗效果良好。目前，隆源又与北大口腔医院达成了新一轮的合作意向，即牙科领域专业快速成型和快速制造方案：使用特定的CAD软件可以实现义齿的CAD设计，包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。有了CAD设计，义齿的快速成型和快速制造便可以实现自动化生产，效果高，耗材少，成本低。

3D打印技术的前景及战略意义

目前，世界上许多国家与地区（后面发不了，看网址;via=QZ.HashRefreshpos=1356053030）

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