上海3D打印材料工程技術研究中心

中心簡介

上海3D打印材料工程技術研究中心是一家依托于上海材料研究所建立的省部級工程技術研究中心,圍繞工程技術研究開發能力和水平、培訓人員及開放服務、內部運行管理以及行業技術發展影響等方向開展工程技術中心的建設工作。工程中心聚集創新人才、強調技術創新、完善產業服務、注重成果轉化,通過3D打印材料的研發與生產、3D打印材料及制品的檢測與評估 、3D打印材料技術創新服務、3D打印標準的制定 、3D打印人才培養以及3D打印技術的應用與推廣,形成了包含母材制備、耗材制備、3D打印工藝、性能檢測、3D打印材料基因組等全鏈條的3D打印技術研發與服務體系,技術達到國內領先水平。


中心研發方向

序號

研發方向

主要研究內容

1

3D打印材料的共性技術研究

3D打印用鎳基高溫合金、鈦合金等金屬材料的粉末制備技術、粉體霧化工藝、粉體表面處理技術等多學科技術和工藝的系統化研究。

2

3D打印關鍵材料工程化應用研究

通過3D打印高分子材料、金屬材料的工程化應用研究,實現材料從實驗階段到中試、生產的過度,解決3D打印材料規模生產中存在的裝備、工藝、材料穩定性等問題,形成3D打印關鍵材料制備技術及工程化研發能力。

3

3D打印技術的開放服務和推廣應用

面向航天航空、醫療器械等特殊領域,提供選材用材技術咨詢和檢測評價服務;面向模具、創意設計等領域,提供3D打印個性化定制服務;面向社會,開展專題講座、科普、培訓等活動。

4

3D打印專用材料及制品的性能檢測評價體系研究

針對目前用戶對3D打印制造產品在性能、質量、尺寸精度、可靠性等方面的疑慮,開展質量技術評價和第三方檢測認證,確保產品的各項指標滿足用戶和市場需求。

5

3D打印材料標準體系研究

結合航空航天、模具、生物醫療等領域的需求,制定3D打印材料質量控制與性能評價等行業及國家標準和使用規范。



開發領域

3D打印金屬粉末耗材


3D打印高分子絲材


3D打印工藝


3D打印檢測


3D打印材料基因組

技術特色

3D打印金屬粉末耗材:

本中心擁有40多年的制粉經驗,在粉末冶金壓制成形和金屬注射成形等方面擁有豐富的經驗。同時,本中心擁有一支優秀的專業化團隊,掌握高性能金屬粉末霧化、后處理等核心技術,為產品提供技術保障。中心已引進德國ALD公司EIGA50-500氣霧化設備和國產真空惰性氣體霧化VIGA設備,擁有若干種完備的高品質金屬粉末氣霧化生產線,并配套相應可調節式大型氮氣、氬氣氣站。電極感應真空氣霧化EIGA生產線主要從事高品質航空、航天、醫療用鈦合金金屬粉末產品。真空惰性氣霧化VIGA生產線主要從事鎳基高溫合金、不銹鋼、模具鋼等3D打印用金屬粉末。

本中心已開發出多種適用于SLM、EBMLENS3D打印技術的金屬粉末耗材,包括鈦合金、鎳基高溫合金、不銹鋼、模具鋼等。所研制的粉末具有成分純凈度高、氧含量低、球形度高、流動性好、粒度范圍可控等優良性能,滿足包括生物醫學和航空航天在內的許多行業需求,并已提供給航空、航天、醫療、模具等諸多領域。2015年其團隊成功制備出高性能的SLM專用品Inconel625合金粉末,打印制件的性能達到鍛件水平,遠高于進口原粉的打印制件性能,為國內首創,并擁有相應的國家授權專利。

3D打印高分子絲材:

本中心現已成功開發出PLA、PETG、HIPS、柔性等各類3D打印耗材。本中心生產的3D打印高分絲材具有直徑均勻、精度高、強度高、韌性好、色澤均勻、打印質量穩定等優點,適用于各類FDM3D打印機。

3D打印工藝:

本中心引進多臺3D打印相關設備,如德國EOS公司M290金屬選擇性激光熔化3D打印機、激光燒結3D打印機、三維掃描儀等,能提供打印工藝模擬與優化、特色工藝定制、打印制件后處理等3D打印服務。

3D打印檢測:

本中心利用上海材料研究所國內領先的檢測技術,擁有完善的理化檢測、無損檢測技術與設備,可以提供各類金屬粉末特性檢測、打印制件性能檢測、制品無損檢測等全面的3D打印檢測服務。

3D打印材料基因組:

材料基因組計劃借用生物基因組的理念,以集成化的“多尺度計算-高通量實驗-數據庫技術”為核心,立足實現材料“發現-生產-應用”的新研發理念,實現低成本高效率的新型材料研發與設計,從而達到新材料研發周期縮短一半、研發成本降低一半的目的,使材料科學最終走向“按需設計”的偉大目標。

本中心近年來積極探索產--研深度融合的協同創新體制和機制,吸納國內外優質資源,聚焦材料的重大應用與發現,在材料基因數據庫、集成計算與軟件開發、高通量材料制備與表征、服役與失效機理及產業化探索等領域的科學研究、技術開發和基地建設布局方面開展基礎性和應用性研究,加快研發速度、降低研發成本,以創新驅動發展,服務于國家高端制造業和戰略新興產業,在材料基因組方面取得了優異的成績。

先進的工藝設備

3D打印金屬粉末耗材





國產先進的viga氣霧化制粉爐
德國最新的eiga氣霧化制粉爐

超聲波震動篩


3D打印高分子絲材






氣流分級機
雙螺桿擠出機-復合系統
單螺桿擠出機-拉絲系統


3D打印工藝




       EOS-290金屬3D打印機


3D打印檢測