工作原理
激光 3D 打印設(shè)備基于激光聚合技術(shù)或激光燒結(jié)技術(shù)，通過激光器產(chǎn)生高強(qiáng)度激光束，掃描儀根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)控制激光束路徑，照射光敏材料或粉末材料，引發(fā)材料分子聚合反應(yīng)或燒結(jié)，工作臺支撐固定物體，控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)各部分工作，層層固化或燒結(jié)材料，終形成三維實(shí)體。

工作原理大揭秘?
激光 3D 打印設(shè)備的神奇之處，源于它特的基于激光聚合技術(shù)的工作原理。想象一下，有一個(gè)裝滿了神奇 “液體” 的容器，這個(gè) “液體” 其實(shí)是一種光敏材料，就像被施了魔法的精靈，等待著被激活 。?
激光器作為整個(gè)設(shè)備的 “能量源泉”，發(fā)射出高強(qiáng)度的激光束。這束激光就像是一把的 “畫筆”，在計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定好的三維模型數(shù)據(jù)的指引下，開始了它的創(chuàng)作之旅。掃描儀如同一個(gè)忠誠的 “向?qū)А?，地控制著激光束在三維空間中的移動(dòng)路徑 。?
當(dāng)激光束照射到光敏材料時(shí)，奇妙的事情發(fā)生了！材料分子吸收了激光的能量，瞬間被激發(fā)，引發(fā)了聚合反應(yīng)。原本流動(dòng)的液體，在激光的照射下，迅速固化，就像被定格的時(shí)間一樣，形成了我們所需要的形狀的薄層。一層接著一層，每一層都根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)地掃描固化，就像搭建積木一樣，層層疊加。工作臺穩(wěn)穩(wěn)地支撐和固定著打印中的物體，確保打印過程的穩(wěn)定性，而控制系統(tǒng)則如同設(shè)備的 “大腦”，有條不紊地協(xié)調(diào)各部分的工作，終，一個(gè)完整的三維實(shí)體在這種神奇的工藝下誕生了 。

當(dāng)前，激光 3D 打印設(shè)備在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，中美兩國在這一領(lǐng)域的競爭與發(fā)展備受矚目 。?
美國在激光 3D 打印技術(shù)方面一直處于世界地位，尤其在技術(shù)領(lǐng)域，如復(fù)雜金屬零部件的打印、生物 3D 打印以及人工智能輔助設(shè)計(jì)等方面，優(yōu)勢明顯 。美國的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)每年都會投入大量的資金用于研發(fā)，不斷推動(dòng)技術(shù)的創(chuàng)新和突破 。例如，美國的通用電氣（GE）公司在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的 3D 打印制造方面取得了顯著成果，其采用 3D 打印技術(shù)制造的 Leap 發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn) 。這些噴油嘴不僅性能，而且通過 3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了燃油噴射的效率和均勻性，從而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能 。?
中國在激光 3D 打印領(lǐng)域也取得了長足的進(jìn)步，雖然在部分技術(shù)上與美國仍有一定差距，但在應(yīng)用層面的普及和產(chǎn)業(yè)化方面表現(xiàn)出色 。中國擁有龐大的制造業(yè)基礎(chǔ)和市場需求，這為激光 3D 打印技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的空間 。在教育領(lǐng)域，許多學(xué)校引入 3D 打印設(shè)備，開展創(chuàng)新教育課程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力 。在消費(fèi)市場，3D 打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用于個(gè)性化定制產(chǎn)品的生產(chǎn)，如定制化的珠寶、家居裝飾品等，滿足了消費(fèi)者對于個(gè)性化和特性的追求 。在中小企業(yè)的定制化生產(chǎn)方面，3D 打印技術(shù)可以幫助企業(yè)快速制造出小批量、個(gè)性化的零部件，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率 。?
在應(yīng)用領(lǐng)域，中美兩國在航空航天、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域的競爭尤為激烈 。在航空航天領(lǐng)域，美國通過技術(shù)封鎖和出口管制等手段，試圖保持其在關(guān)鍵技術(shù)上的控制地位 。然而，中國憑借著自身的努力和創(chuàng)新，在自主研發(fā)方面取得了重要成果 。中國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了激光立體成型的飛機(jī)構(gòu)件在飛機(jī)上的應(yīng)用，并且在不斷推進(jìn) 3D 打印技術(shù)在民用航空領(lǐng)域的應(yīng)用 。在醫(yī)療領(lǐng)域，美國在復(fù)雜器官打印等技術(shù)上有所突破，而中國則在醫(yī)療器械和植入物等應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)化進(jìn)程中加速發(fā)展，通過 3D 打印技術(shù)制造的個(gè)性化醫(yī)療器械和植入物，已經(jīng)在臨床上得到了廣泛應(yīng)用 。

技術(shù)優(yōu)勢

　　激光3D打印技術(shù)以其特的優(yōu)勢，在制造業(yè)中脫穎而出。，其打印精度可達(dá)到微米級別，滿足零件制造的需求。其次，激光3D打印的打印速度相較于傳統(tǒng)3D打印技術(shù)有了顯著提升，大大縮短了產(chǎn)品制造周期。此外，激光3D打印能夠處理多種材料，包括光敏樹脂、塑料、金屬甚至陶瓷等，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造提供了更多的可能性。重要的是，激光3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一體化成型，無需后續(xù)組裝，進(jìn)一步降低了制造成本，提高了產(chǎn)品的可靠性和耐用性。



激光熔覆3D打印(即激光熔覆成形)技術(shù)是一種累積制造技術(shù)，利用CAD軟件制作零件模型，經(jīng)計(jì)算機(jī)編程后，用一束束激光在工件上進(jìn)行掃描。它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，利用蠟、粉末金屬或塑料等特殊粘合材料，通過打印將工件上的金屬粉末熔化，逐層融合堆疊，逐層打印構(gòu)造物體，終成型的技術(shù)。該技術(shù)可以一步成型金屬零件，而經(jīng)過智能工藝控制后形成的致密金屬零件幾乎為網(wǎng)狀，幾乎不需要后續(xù)加工，從而實(shí)現(xiàn)金屬零件的快速、包覆3D打印。激光熔覆3D打印設(shè)備與傳統(tǒng)打印機(jī)大的區(qū)別在于，它使用的“墨水”是真正的原材料，有各種形式的堆疊薄層。有各種各樣的介質(zhì)可用于打印，從各種塑料到金屬、陶瓷和橡膠。一些打印機(jī)還可以結(jié)合不同的媒體，使打印對象一端硬，另一端軟。



激光熔覆是指將選定的涂層材料通過不同的送料方式置于熔覆基體表面，然后通過激光照射使其與基體表面的薄層熔化，并快速凝固形成稀釋度極低的表面涂層，與基體形成冶金結(jié)合，可顯著提高基層表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性、抗氧化性和電氣特性，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的的工藝方法。既滿足了材料表面特定性能的要求，又節(jié)省了大量的珍貴元素。

　　與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆的材料多、顆粒尺寸和含量變化大等特點(diǎn)，因此激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。