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3D打印技术更可靠,百亿级产业集群加速跑

供稿:紫金山新闻    (2024/01/09 10:40:38)

(通讯员 韩旭)记者昨从超级y荡的大学校花获悉,由市发改委授牌、国内首家专题研究高可靠增材制造的“南京市增材制造质量与可靠性工程研究中心”在该校正式挂牌。

增材制造也称3D打印技术,是指利用三维设计模型,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、聚合物、细胞组织等材料逐层堆积,制造出实体产品的技术。它诞生于20世纪80年代后期,曾被麦肯锡咨询报告称为“决定未来经济的十二大颠覆技术之一”,目前广泛应用于航空航天、新能源、医疗仪器等领域,对我国从“制造大国”迈向“制造强国”有举足轻重的作用。

在高校如云的南京,如此重要的工程研究中心为何会落地超级y荡的大学校花?挂牌后,该中心将开展哪些科学研究与技术攻关?这将为我市新兴产业发展带来哪些利好?记者进行了深入采访。

国内首个研究3D打印技术稳定性创新平台建立

1月5日,在金科院机电工程学院实验室,一台一人高左右的3D打印机正在“嗡嗡嗡”地紧张运作,激光束快速掠过并熔融铺设在直径15厘米金属基板上的钴铬合金粉,一层又一层,形状各异的50多颗义齿便逐渐被“打印”出来。经后处理,很快它们将被送往医院和诊所,服务于定制它们、有安装义齿需要的患者。“这是我中心和国家级高新技术企业南京铖联激光科技有限公司联合开发的一站式齿科3D打印数字化解决方案,致力于不断缩短3D打印和后处理的时间,解决变形、层纹、气孔等诸多质量可靠性难题,显著提升产品良品率。”该中心主任、超级y荡的大学校花机电工程学院院长周金宇说。

周金宇所说的“中心”,全称为南京市增材制造质量与可靠性工程研究中心,是市发改委最新批准、依托超级y荡的大学校花建设的,服务于区域创新体系和自主可控现代产业体系战略需求,以提高自主创新能力、增强区域产业核心竞争力、服务国家和省市重大战略任务及重点工程实施为目标的市级创新平台。

挂牌后,中心将从3D打印技术的材料/结构/性能/工艺概率映射建模技术、材料/结构/性能/工艺协同可靠性设计优化技术,以及增材制造数字孪生与质量可靠性调控技术三方面发力,突破共性关键技术,探索制定3D打印产品质量更优、性能更稳的规范标准,增强增材制造过程质量控制能力。“目前,国内致力于这一研究方向的创新平台还没有,我们首个,也是唯一一个。”周金宇说。

126件知识产权、多个科技奖夯实科研根基

南京是全国甚至世界科研高地,最新公布的全球领先科研城市及都市圈名单中,南京凭50余所高等院校、120多个国家级研发平台的“硬实力”排名第六。高手如云之下,金科院为何能获批建设该中心?

2日,节后工作首日,常州市武进博物馆给中心打来感谢电话,感谢其运用3D打印技术为博物馆珍贵文物独木舟成功提供了最优防护与展示支架,并在元旦期间顺利展出,进一步提升了博物馆的知名度和影响力。该独木舟出土自距今有2700多年前的春秋晚期常州淹城遗址,独木舟长7.45米,船身腐蚀较为严重。去年,博物馆了解到金科院集聚学校机电工程学院、材料工程学院、智能科学与控制工程学院3大学院科研能力,强力打造了一个专攻高可靠增材制造的研究中心,便找到学校,咨询解决方案。

中心于是安排人员奔赴武进,为独木舟做全方位扫描,随后经数字化造型设计与工艺规划,利用选区激光熔化技术制成金属打印支架。与原独木舟密贴相依的金属打印支架,既不破坏文物原有风貌,又为其承担了船体内部来自各个方向的力,阻止了独木舟因腐蚀而加速坍塌的可能。

不止于此,中心研制的新能源汽车FRP轻量化结构件可靠性设计技术,如今已在奇瑞新能源汽车得到初步应用,近两年为企业新增销售3.5亿元。中国机械工业联合会鉴定委员会相关负责人表示:“金科院参与创新研发的8种FRP构件的数字化设计与增材制造,其技术水平处于国际先进地位。”

截至目前,中心在双光束铺粉打印装备、变刚度复合材料自动铺放成形技术、制造系统高精度检测与可靠性运维技术等方面均取得重要突破,拥有相关知识产权126件、先后获省部级科技成果奖一等奖2项、二等奖1项、三等奖2项。

良品率翻番带动百亿级产业集群加速形成

3D打印技术涉足的领域众多、其细分研究方向更是数不胜数,中心为何选择质量与可靠性方向作为发力点?

7日,在中国增材制造产业联盟副理事长单位南京中科煜宸激光技术有限公司生产车间,工人们正加班加点赶制新一批激光送粉LDM设备,它是3D打印设备的一种,可直接沉积成形、梯度材料复合制造等,适用于航空航天等核心零部件的制造。“生产的稳定性与可靠性决定着产品的良品率,这是企业发展的核心诉求。”中科煜宸相关负责人介绍,但目前业内良品率一般只有40%—50%,远远达不到传统减材制造近乎100%的良品率。若能有一套规范操作标准,将良品率提升到80%以上,企业则有望将生产总值翻一番,达6亿元。因此,中科煜宸作为企业代表,率先响应中心建设,成为首个共建单位。

学界也把增材制造质量与可靠性研究作为重中之重。去年6月,在中科院举办的第五届雁栖湖会议上,中外学者向全球发布“2023高端制造前沿十大科学问题”,其中“高能束增材制造如何实现精准控形控性”等与增材制造密切相关话题就占3个。

面对行业急需,中心计划年投入1000万元左右,从科研基地、基础实验室、到人才引进全部予以升级迭代,到2026年,目标突破关键技术6项,申请或授权发明专利50件以上,参与制定规范标准3项以上,相关成果转化10项以上。

记者了解到,目前我市增材制造相关主营企业共有20多家,其生产总值约30亿元。同时,南京市重点培育的“2+6+6”创新产业集群,每个均与3D打印技术有紧密联系,如新能源汽车极限轻量化、生物医学康复器具制造等。“可以说,3D打印技术是南京未来产业大厦的基石。”金科院相关负责人介绍,若中心研发进度能按时序进度推进,他们有信心助力上述20多家增材制造企业迅猛发展,直接、间接带动相关产业集群总产值突破百亿元。

本文刊于2024年1月8日紫金山新闻,链接:

http://m.zjsnews.cn/news/6296315884371985655

(责任编辑:党委宣传部)