由中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、南方日?qǐng)?bào)共同主辦，佛山市，南海區(qū)，大瀝鎮(zhèn)三級(jí)政府支持的第五屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)于2018年6月17/18日在佛山大瀝成功舉行，來(lái)自國(guó)內(nèi)外900多位代表出席大會(huì)，并就3D打印重新定義制造業(yè)這個(gè)主題展開熱烈討論。下面有請(qǐng)來(lái)自于日本東北大學(xué)的千葉晶彥教授為我們介紹日本增材制造的發(fā)展情況。

千葉晶彥：女士們、先生們，大家好，我叫千葉晶彥，來(lái)自日本東北大學(xué)金屬材料研究所。我今天跟大家演講的內(nèi)容是：3D打印增材特別是電子束增材的制造。

日本東北大學(xué)是在日本的仙臺(tái)，首先我會(huì)介紹在日本3D打印的增材目前技術(shù)情況，第二介紹日本目前增材的研發(fā)，包括TRAFAM，TRAFAM是在日本的項(xiàng)目，有點(diǎn)像中國(guó)的863計(jì)劃，主要針對(duì)于3D打印和新型技術(shù)的設(shè)備和各種材料研究方面的項(xiàng)目，TRAFAM到底起到什么樣的角色。還有我們目前技術(shù)發(fā)展的層面，以及在增材生產(chǎn)方面有什么樣新型的研究。

TRAFAM是未來(lái)增材的技術(shù)研究協(xié)會(huì)，目前日本3D打印增材已經(jīng)有很多公司加入進(jìn)來(lái)，90年代開始就針對(duì)3D打印特別是增材進(jìn)行研究，在這里面有很多家公司比如說(shuō)庫(kù)加馬(音)教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，包括增材的噴嘴、燒結(jié)床設(shè)備，這上面展現(xiàn)了這些設(shè)備的各種型號(hào)，包括覆模的技術(shù)、(激光)光聚技術(shù)，以及材料擠出技術(shù)，這些市面上現(xiàn)在都有很多。其中有幾家公司我得強(qiáng)調(diào)一下，包括CMET和D—MFC，目前在日本他們已經(jīng)擁有多達(dá)350多套系統(tǒng)，全日本有350多套光聚方面的3D打印技術(shù)在市面上運(yùn)作，這個(gè)數(shù)量已經(jīng)很了不起了。Aspect主要開發(fā)塑料粉末床的融合系統(tǒng)，2006年推出這套成型。其他包括羅蘭、木佗公司采用光聚技術(shù)來(lái)開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)。Matsuura的增材系統(tǒng)是2003年研發(fā)的，采用激光燒結(jié)和銑床技術(shù)來(lái)進(jìn)行加工，后來(lái)2016年又推出了一個(gè)比較大型的，600×600MM的綜合型增材系統(tǒng)，還有2014年開發(fā)出一個(gè)混合金屬增材生產(chǎn)系統(tǒng)，包括在染色等方面效率非常高，還有DMG MORI公司推出混合增材生產(chǎn)系統(tǒng)，使用的是LMD和五軸銑削床，這是2013年推出的系統(tǒng)，這是五軸銑削床的圖片，當(dāng)時(shí)就在大型東京展覽會(huì)上展出。YAMAZAKI公司在2014年推出了混合多項(xiàng)目型的增材生產(chǎn)系統(tǒng)，使用的是激光熔復(fù)加工。OKUMA公司在2016年推出一個(gè)混合型增材生產(chǎn)系統(tǒng)。

目前的技術(shù)發(fā)展情況是怎樣的?日本對(duì)整個(gè)3D打印非?？春茫瑥恼矫耖g都不斷發(fā)力。3D打印技術(shù)從2014年我覺得就已經(jīng)是開始騰飛的感覺，目前多達(dá)350多套的生產(chǎn)系統(tǒng)在市面上運(yùn)作。還有日本的整個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)此很重視，包括日本的3D打印行業(yè)協(xié)會(huì)在2014年投資3650萬(wàn)建立起一個(gè)技術(shù)研究增材制造協(xié)會(huì)(TRAFAM)，就跟中國(guó)的863計(jì)劃一樣很大的研究項(xiàng)目，有很多頂尖科學(xué)家和眾多研究機(jī)構(gòu)以及30多家營(yíng)利性的公司參與。未來(lái)將會(huì)以3D打印技術(shù)為核心的制造業(yè)革命為研究中心，以此來(lái)開展研究計(jì)劃，包括注塑機(jī)械、噴射工具、3D打印機(jī)等等，這些都是制造業(yè)的革命性技術(shù)，我們相信這些革命性技術(shù)會(huì)帶來(lái)極大的改變。包括東北大學(xué)、東芝、三菱重工、豐田、本田、東洋、尼康等等都已經(jīng)囊括進(jìn)來(lái)，有30多家企業(yè)都在市場(chǎng)上享有很高的口碑，我們相信他們的參與將會(huì)給整個(gè)協(xié)會(huì)針對(duì)顛覆性革命技術(shù)發(fā)展研究工作帶來(lái)極大的支持。TRAFAM將會(huì)以金屬增材生產(chǎn)為核心，這樣一種創(chuàng)新性技術(shù)將成為我們研發(fā)的重點(diǎn)，我相信它也是催生下一代產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的一個(gè)偉大契機(jī)，而且所有這些金屬增材的制造將是高附加值的，而且不僅對(duì)于日本，對(duì)于全世界的工業(yè)發(fā)展將會(huì)帶來(lái)很多的革命性變革。為什么?因?yàn)門RAFAM所推出的技術(shù)都是符合全球最高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，它能夠針對(duì)于很多復(fù)雜形狀的產(chǎn)品進(jìn)行加工。2014年到2018年這5年時(shí)間是TRAFAM經(jīng)歷的第一個(gè)5年，一系列項(xiàng)目都得以推行，包括新型3D打印機(jī)設(shè)備、增材和軟件開發(fā)都非常順利，所以TRAFAM變成了全日本的一個(gè)合作機(jī)構(gòu)。

目前針對(duì)于增材方面的研發(fā)有幾個(gè)特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn)是高效。以2013年度作為衡量，它的速度提高了10倍。第二個(gè)特點(diǎn)是精確度很高。針對(duì)以前的打印來(lái)說(shuō)，它的精度提高了5倍以上。第三個(gè)特點(diǎn)是規(guī)模很大。在當(dāng)前的技術(shù)情況之下，整個(gè)規(guī)模提升了3倍以上。還有不同的金屬層面，我們知道，包括小到1毫米以下的即微米級(jí)別的，都能夠非常精準(zhǔn)，包括一型EB、二型EB、三型EB都能夠進(jìn)行生產(chǎn)，我們還有開發(fā)電子束和激光束，這些光源產(chǎn)品都一一推出。左上角是電子束，包括粉床的融合，這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，中間也是粉床的融合，主要針對(duì)不同的金屬層，是一個(gè)新型生產(chǎn)情況。右上角也是一個(gè)粉床融合，是大規(guī)模的。還有其他的一些類型，包括激光束的生產(chǎn)系統(tǒng)。左上角的圖片是電子束生產(chǎn)系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)粉床的融合，可以針對(duì)不同的金屬層，型號(hào)比較小的進(jìn)行生產(chǎn)。我們關(guān)注它的焦點(diǎn)技術(shù)在哪里?在于它的性能極高，電子束是6000千瓦，可以針對(duì)不同的金屬粉進(jìn)行開發(fā)，而且還可以進(jìn)行重新噴漆的過(guò)程，每小時(shí)215CC，而且精度也還不錯(cuò)，成型可達(dá)500毫米×500毫米×600毫米。

最后總結(jié)一下，從2013年成立以后，從2014到2018年整個(gè)5年之間，增材系統(tǒng)在日本生產(chǎn)急劇增加，已經(jīng)有350多套系統(tǒng)。由于日本公司愿意做得更多，所以越來(lái)越多的風(fēng)投都投入進(jìn)來(lái)，特別是我們知道日本和美國(guó)合作比較緊密，當(dāng)時(shí)奧巴馬總統(tǒng)在位時(shí)也提出大家開發(fā)要關(guān)注新型科技，因此3D打印技術(shù)得到了更多政府和民間的支持。我們?cè)谌毡鹃_發(fā)的混合增材生產(chǎn)系統(tǒng)都以機(jī)床為準(zhǔn)，非常高精尖。TRAFAM2014年總共開發(fā)5款以上的增材生產(chǎn)機(jī)器，這些機(jī)器都是高速、高精度，F(xiàn)Y2015在2014年開發(fā)，2015年推出市場(chǎng)。TRAFAM還和機(jī)構(gòu)開發(fā)下一代工業(yè)3D打印機(jī)器設(shè)備。未來(lái)能夠做到更加地自動(dòng)化。

我給大家看一個(gè)案例，髖關(guān)節(jié)的制造，這個(gè)材料熔解過(guò)程當(dāng)中非常順暢，整個(gè)過(guò)程配套EBM的方法來(lái)測(cè)定它的多孔結(jié)構(gòu)，這種做法非常高效，而且很清楚，整個(gè)流暢也很順暢。對(duì)于這種表面多孔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的都能夠做得很好。所以說(shuō)學(xué)術(shù)界的研究對(duì)增材的制造過(guò)程還是貢獻(xiàn)很多，比如說(shuō)之前的熔解過(guò)程不太順暢，只要是有可能做到的我們?nèi)慷寄軌蚋采w到位。

因此3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面的應(yīng)用將會(huì)很大，我們對(duì)此毋庸置疑，每年推出的醫(yī)學(xué)植入體、牙科方面需求數(shù)量很大，EBM系統(tǒng)是用光子束生產(chǎn)方式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的，我們相信3D打印技術(shù)非常有前景。

來(lái)源：3d打印網(wǎng)

編輯：董強(qiáng)