三维金属及陶瓷基积层打印技术 2

1、Metal and Ceramic Matrix Composite 3D Printing Technology三维金属及陶瓷基积层打印技术 2022/9/221Company Confidential 公司简介新创立于: 2013.7公司主要产品与技术: 从事生产自动化设备及治具研发与制造LinOne 三维金属积层打印设备的软件,硬件的研究开发,目前第一套样机以开发完成,并试生产中.技术自主: 机构,软件演算及硬件,机械自动化设计皆独自开发完成公司目标: 协助客户提高生产线产能及降低生产成本,迈向工业4.0提升产线科技创新的能量公司标语: 深度合作,共创双赢2022/9/222Compan

2、y Confidential三维积层打印优势2022/9/22Company Confidential3设置简单 Simple Setup软、硬件设置愈来愈简易快速成型(RP)，缩短开发时程 爱迪达使用三维打印,将评估新款鞋子时间从 46周缩短为12天。 原本12名技师手工打造 鞋底,有了三维打印只需2位技师。直接制造 Direct Manufacture 波音以三维打印300个飞机零件,每个零件节省约 25%50%成本。 随需打印,免备库存、免运费。大量客制化Mass Customization负担得起 Affordable 三维打印软、硬件成本下降市场潜力2022/9/22Company

3、Confidential4数据來源: Wohlers Associates2012年工业级三维打印机市场成长19.3%2012年个人级三维打印机市场成长46.3%市场潜力与分布2022/9/22Company Confidential5数据來源: Wohlers Associates2012年 三维打印市场总营收美金21亿元,依应用市场营收金额%分布主要应用市场2022/9/22Company Confidential6工业用途: 模具、金属鋳造、制造、航天、军工、机械、汽机车医疗领域: 齿模、骨骼、整容、矫型、义肢、人体器官文创与消费品: 虚拟博物馆、文物还原、文创逸品、陶瓷艺品、公共艺术、

4、公仔模型、食品其他产业: 建筑或室内设计、 3C产品样品、电影与游戏产业、流行服饰、珠宝、鞋业、 GIS主要应用市场2022/9/22Company Confidential7 三维打印 第三次工业革命三维打印机走入家中国防军用医疗器械影视及生活LinOne三维积层金属打印机 (仍未做工业设计)2022/9/22Company Confidential8LinOne 三维金属积层打印机台2022/9/229Company Confidential 功能描述 针对金属材料模具的积层(加法)制作, 利用金属粉末,可为钛/铜/合金钢/不锈钢/铝粉 等材料做为印制材料.用高能激光,真空及保护性气体,目

5、前已可达印制分辨率达0.1mm精细度金属产品.优势特点 简化复杂形状金属材料制作过程 用于模具冷却系统, 可以制作出随形水路的优势 (有利于模具内快速冷却) 可以印制出模具排气孔,以让模具内空气顺利排出 (淘气用途) 适用于: 精密的模具制作 市场同构型竞争者:(参考) 德国(一台价格300万人民币)及日本(一台价格600万人民币) 现在样机已经成功成本可以省30%50%以上,达到: 200万300万人民币以下.三维金属积层打印机印出的金属样品2022/9/2210Company Confidential 陶瓷基材料:一种新型氧化铝和碳化硅微晶须生产制作2022/9/22Company Con

6、fidential11陶瓷基材料是新型碳化硅微晶须和氧化铝微晶须复合物CMC = 陶瓷基复合材料SiC = 碳化硅。 SiCw = 碳化硅微晶须Alumina = 氧化铝。 Al2O3w = 氧化铝微晶须我们更愿意创建陶瓷基复合材料在氧化铝基复合材料中使用碳化硅, 这种方式会导致非常硬的材料。晶须是材料的一个单位具有高的纵横比，远大于它的直径。晶须不是纤维但聚合行为上，二者往往有很多类似的特性。Metals金属材料Semiconductor Materials 半导体材料Bioceramics生物陶瓷材料Polymers高分子聚合物Synthetic BIOMATERIALS合成的生物材料Or

7、thopedic screws/fixation 矫形螺钉/矫形固定Dental Implants 牙科植入材料Dental Implants牙科植入材料Heart valvesBone replacements 骨替代材料Biosensors生物传感器Implantable Microelectrodes可植入微电极Skin/cartilage 皮肤/软骨 Drug Delivery Devices 药物输送装置Ocular implants 眼部植入物生物陶瓷材料 (Bioceramics)无机硬而脆抗压强度高生物相容性/血液相容性/无毒性抗腐蚀和磨损重量轻良好的电和热绝缘子生物陶瓷材料是

8、耐火多晶化合物:生物陶瓷材料的应用：骨科承重涂料牙科种植体结构支撑植入物如骨板，骨螺钉，骨移植物替代物，骨胶合剂和股骨头其他医疗器械三维生物陶瓷基复合材料积层打印技术生物陶瓷的三维积层打印可以根据所使用的配方和成型工艺生产，生物陶瓷可以以不同的密度和孔隙度作为胶合剂，陶瓷沉积物或或先进陶瓷基复合材料 (CMC) 相结合。生物陶瓷已经发展成为我们现代医疗保健服务系统的一个重要组成部分。在未来，将可定制各种类型的生物陶瓷的组成，微结构和分子表面化学并将可被调整以满足特定的具体生物和代谢要求的组织或疾病状态。分子基药物的制程应与基因工程和信息处理的成长相结合，从而可导致一系列产品和应用。Other

9、Three Large-Scale NEW Markets made possible by 3D printing and advanced CMCsVery small Heat Exchangers.Heat Exchanger Technologies (HET) is our specialty; 3D Printing extends the range of HET into the Nano-scale realm.CMCs used in Complex Maritime ApplicationsMaritime applications are ideal for CMCs

10、 but heretofore it has been hard to match the application with the material; this is due to the cost of microelectronics manufacturing which was the only fabrication route available.3D Fabrication of CMCsIt seems the two vectors (the application and the methodology) were destined to create a New Ind

11、ustrial Revolution of sorts. I. Heat Exchanger Technologies (HET) The Application: Our Heat Exchanger Technologies (HET) are based on a lay-up of thermally conductive material surrounded by a material which is less thermally conductive (a partial insulator) deposited in one or more custom designed c

12、onfigurations which provide a “toolkit” for circuit and packaging designers working in relative small form factors. The Material: Our decades of development of novel HET products goes back to the early 1980s and research and development associated with very large heat exchange parts (airplane exhaus

13、ts, road vehicle exhausts, and large turbine exhausts); oddly at about the same time KTC was asked to create a new type of ceramic material and did so, and this led to the development of the SiC and Al2O3 technologies (as well as specialty Boron Carbide B4C and Titanium TiC). The Methodology: The 3D

14、 Printer lays down very thin lines of SiC (in a thin matrix/resin of Al2O3), 7 10 parallel lines, with some custom designed interruptions. (That is, it is broken line somewhat like this: - - -. This cable of broken lines is then overcoated with a layer of Al2O3.The entire fabricated unit is laid dow

15、n on a mold surface designed to allow the fabricated units to be lifted away. For example, the surface may be a sheet of UHMWPE or a hard ceramic platter (the decision should be based on reuseability and cost).Methodology of Packaging: the now covered very small lines are laid onto a preformed thin

16、sheet of paper/foil. II. CMCs in Complex Maritime Applications The Application: KTCs CMCs were first applied in maritime environments in 2015 when the material was chosen because of its resistance to the growth of marine organisms, mainly crustaceans; these tiny mollusks and crab-like creatures even

17、tual completely foul the grating making the movement of water through the underwater gratings at output of power plants and the CMC of choice was SiC in Al2O3. The Material: The CMC of choice was SiC in Al2O3. This choice was based on the harness of the material, its water resistance and benign acce

18、ptance of both fresh and sea water, but especially because KTC could fabricate it in the complex shapes necessary to make the large grating. How? 3D Printing.The Methodology: As discussed on the previous page the 3D Printer lays down the design one layer at a time. An example of such a unit, this is

19、 a “thruster” in a large ship. III. 3D Fabrication of CMCsDue both to the fact that 3D printing is inexpensive (after the purchase of the printer itself is made) and the metrics are good (the control software is not too complex, the current needed is low, and the machine can run all night if desired

20、; production in n=1 or n=10,000 quantities is equally easy to achieve): production in very small scale is perfect for the printer.But until the last two years none of this was possible. One of the first successful attempts, the PHOCAM project, attempted and succeeded in fabricating at 100 nm resolut

21、ion the Tower Bridge in ceramics: 生物材料 - 一个新兴行业生物陶瓷已经发展成为我们现代医疗保健服务系统的一个重要组成部分。下一代医疗植入物和治疗方式生物技术与传统工程的界面在未来 15 年这是数十亿美元有潜力及高成长的产业三维金属积层打印技术（方法） + 生物陶瓷基复合材料 Bio-CMC（材料）我们提出了一个全新以三维生物陶瓷基复合材料积层打印技术的生产工艺。陶瓷基材料是众所周知作为三维印制精密医疗移植物的最合适材料。此三维积层打印技术可以应用一种新型陶瓷材料,氧化铝和碳化硅微晶须制作超高分子量聚乙烯或坚硬陶瓷盘的精密医疗移植物。陶瓷基微晶须三维积层打印的

22、制备是一个复杂的化学过程或复杂的物理和化学过程。这是另一场工业革命的技术。技术及管理团队成民主， 博士，俄勒冈州立大学;美国赛斯纳米科技股份有限公司 执行董事担任二家美国纳斯达克上市公司的董事和监事。 李守栋，教授; 拥有多个材料科学，工程机械以及管理学院硕士;具有综合材料科学与工程，制造业技术，新产品开发以及机械工程技术的专业技能;曾任美国德州农工大学教授在美国多家100强公司(哈里波顿公司，维特弗集团，和MASCO集团等)任经理，高工，总工程师以及技术主管。罗伯特克莱恩， 博士，北卡罗莱纳大学;在材料科学方面的业绩：a、设计特殊环境应用的高功率轻型电池铅酸，固态；b、新型涂层刀具（高效率真

23、空沉积）氮化钛/氮化锆，氮化硼，碳化硅在陶瓷基复合材料和钛涂层；c、陶瓷材料增强功能和聚氨酯弹性体材料：在新型工业系统应用、设计新的复合材料、以及在高温涡轮机换热器连续梯度功能陶瓷（材料整合传热和刚度优化）。林东龙 机械专业技能 ; 机械设计, 韧体/软件开发设计相关资历30年: 创办3D积层打印机开发; 负责工业设备软件设计; 研发部自动化技术经理 ; 负责光学及生产治具设计。核心专利已经获得一项美国专利(US 8,426,328) 。 已经申请四项中国专利: 1. 表面刻蚀的微米氧化铝微晶须陶瓷基复合 材料、制备方法及其应用 2. 表面刻蚀的微米碳化硅微晶须陶瓷基复合 材料、制备方法及其应

24、用3. 表面刻蚀的纳米氧化铝微晶须陶瓷基复合 材料、制备方法及其应用 表面刻蚀的纳米碳化硅微晶须陶瓷基复合 材料、制备方法及其应用 计划申请五项美国专利和一项中国专利。已开发的相关技术2022/9/22Company Confidential25金属粉末3D烧结打印碳纤维制程模具化微水刀雷射加工铝质薄板雷射焊接设备以AOI光学方式全检键盘印刷字体瑕疵蓝光光盘偏差自动调整设备动力计:精密马达顿转矩量测实际螺丝样品辨识实验 I原图: 2592*1944 26Company Confidential图一. 十字起子(粗的)影像图二. 十字起子(粗的)侦测结果辨识实验结论:由实验结果得知十字起子样本(粗的,图一)是属于比较完整尚未受损的样本。实际螺丝样品辨识实验 II原图:2592*194427Company Confidential图三. 一字起子影像图四. 一字起子侦测结果辨识实验结论:此一字起子样本则有一些受损(红色侦测出来的面积较不完整),因此应将其样本筛选出。实际螺丝样品辨识实验 III原图: 2592*1944辨识实验结论:此十字起子的侦测结果(图六)看得出来中间十字部分已受损严重(红色侦测