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深圳升华三维:间接金属3D打印最早探索者,性能已赶超国外

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近年来,金属3D打印行业高速增长,迎来百花齐放的时代,同时也诞生出两大技术流派:“直接金属3D打印” 和 “间接金属3D打印”。美国估值15亿美金的独角兽Desktop Metal无疑是间接金属3D打印的代表企业。

国内最早的“间接金属3D打印”技术团队之一

然而,许多人或许不知道,早在美国Desktop Metal公司于2017年4月份揭开其技术神秘面纱前两个月,南极熊就已接触到国内一支创业团队深圳升华三维,当时该团队正在开发一种自称为“3D打印+粉末冶金”的全新技术,即当下大放异彩的的“间接金属3D打印技术”。据南极熊了解,升华三维是国内最早从事间接金属3D打印技术开发的创业团队之一,南极熊到现在还保留着两年前团队负责人展示的原型机打印出来的316L样品照片。
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△2年前升华三维原型机打印的316L生坯

3D打印的316L生坯,经过高温烧结以后成为金属零件,如下图:
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△升华三维原型机打印的316L烧结件

以现在来看,升华三维原型机打印出的产品相当粗糙,但这种新颖的技术当时引起了南极熊的极大兴趣。当时主流金属3D打印技术还是激光烧结或熔融技术类的直接3D打印技术,南极熊对这种全新技术并没有深入的了解和认知,但隐隐觉得这种“3D打印+粉末冶金”的方式很可能为金属3D打印行业开辟了一个全新的技术路线。

当时团队负责人不希望过早地曝光该项技术,一方面是希望将主要精力放在技术研发上面,待设备性能更加稳定成熟、产品性能更加优越时再进行宣传;另一方面意识到该项技术未来的巨大潜力,不希望在项目很早期阶段就被模仿抄袭。秉着契约精神尊重团队的意愿,南极熊当时并没有公开报道。但是这项与众不同的3D打印技术路线和这个具有深厚的“粉末冶金”材料技术基础的年轻团队给南极熊留下了深刻印象。一眨眼两年多已过去,这个团队现在怎么样了?

“3D打印+粉末冶金”思路诞生

升华三维团队创始人于2013年开始进入3D打印行业,从塑料FDM打印开始入门,但是塑料3D打印在工业领域应用非常有限,未来真正具有较大工业应用价值的一定是体现在金属、陶瓷等材料的3D打印,团队一直在这个方向上努力探索。当时主流的金属3D打印通常是采用激光或电子束来烧结或者熔化金属粉末进行逐层叠加打印产品。这种高大上的技术普遍存在设备昂贵动辄数百万、打印材料要求极为苛刻、工艺复杂难以控制导致产品性能难以保持一致等问题,阻碍金属3D打印的推广使用,使大部分工业企业及个人消费者望而却步。

难道没有别的技术方案来实现金属3D打印?团队一直讨论和思考,苦苦寻找技术方向。直到2015年11月的一天,突然回忆起在母校中南大学所学的粉末冶金专业知识,醍醐灌顶,用塑料3D打印机来打印塑料高分子包裹的金属颗粒,再用粉末冶金的方法和技术进行后处理,似乎找到了一种可能。然后搭建原型机做研究实验,终于在2016年4月得到第一批打印产品,验证了“3D打印+粉末冶金”的间接3D打印路线是可行的。

这种技术路线到底有没有未来,团队没有去多想,更多的是发现了新大陆的兴奋。当时举目四望,国外没发现可对标的相同技术路线的公司,国内也没看见有同行做这方面研究的报道。但是随着团队成员对这一技术的深入研究和挖掘,基于团队在粉末冶金领域深厚的技术基础以及对这种方法所能生产的产品性能和未来市场的了解,大家2016年时就坚信这一技术具有非常大的发展潜力,可以极大地扩展能够打印的金属产品的类别,未来将发展成为金属3D打印领域一个重要方向。团队成员一边抓紧对这一技术深入研究和挖掘,一边开发适用于这种技术的第一代打印机,并组建了“升华三维”这支年轻团队,团队主要成员毕业于国内最为知名的粉末冶金研究机构——中南大学粉末冶金研究院。长江学者、万人计划领军人才、国家技术发明一等奖获得者、中南大学粉末冶金研究院熊翔教授担任公司首席科学家
获数百万天使投资,公司步入正轨

通过团队成员的不懈努力,不断提高金属间接3D打印技术水平和实力,终于在2017年5月拿到风险投资机构数百万天使投资,2017年6月正式公司化运作,扩充团队,加速推进金属间接3D打印技术的产业化布局及应用。

从公司成立至2018年年底这一年半的时间,公司全力提升自身研发实力,主要专注于从打印材料到3D打印设备的技术开发、升级、改进和完善,在打印精度和打印稳定性上都有了长足的进步。

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△升华三维近期打印的316L产品

样件性能赶超国外

从升华三维打印的生坯件和烧结件看出,跟两年前相比,打印精度和表面粗糙度有了巨大的提高。生坯的表面粗糙度可以达到5μm左右,烧结后的产品表面粗糙度为2-4μm,与美国Desktop Metal公司对比也毫不逊色,甚至能达到SLM选择性激光熔融技术的水平。

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△美国Desktop Metal公司展示的316L产品

性能参数方面究竟如何呢?把升华三维的316L不锈钢产品性能数据跟美国Desktop Metal公司和国际粉末冶金标准进行一下对比。

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可以明显看出,升华三维打印的316L产品性能已经达到甚至超过美国DM公司和传统粉末冶金水平,可广泛应用于工业零部件领域。升华三维团队表示,随着材料研发、设备性能、打印及烧结工艺的进一步改善,打印效率、打印精度和产品性能都会再上一个台阶。

独角兽潜力十足

2017年以来,金属间接3D打印技术越来越受到国内外同行的关注,美国DM公司、Markforged公司、惠普HP公司等国外巨头已经认识到间接3D打印技术的巨大潜力,在资本和技术方面做了巨大的投入。升华三维团队属于国内这一技术领域的最先探索者,并且已积累了丰富的技术经验,在材料、软件、设备以及打印烧结工艺方面打下了坚实的技术基础。南极熊期待升华三维再接再厉,在技术上不断突破创新,在应用领域开疆拓土,给国内3D打印行业带来更多惊喜。

如果您对升华三维的产品感兴趣,或者想投资该公司,请留下联系方式。


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