3D打印技術(shù)自20世紀80年代末首次出現(xiàn)以來,經(jīng)歷了從概念驗證到工業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變,現(xiàn)已成為一種革命性制造工藝,并以其獨特的數(shù)字化、個性化和復雜結(jié)構(gòu)制造能力,在醫(yī)療、航空航天、建筑、汽車、電子等多個行業(yè)廣泛應(yīng)用。
3D打印技術(shù)的核心在于其獨特的制造過程,這一過程通常包括三個基本步驟:首先,通過計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件創(chuàng)建三維模型;其次,利用切片軟件將三維模型分割成一系列薄片;最后,3D打印機根據(jù)切片數(shù)據(jù)逐層添加材料,通過固化或熔化等物理化學過程,將薄片堆疊成最終的三維物體。
在高精度、大尺寸3D打印領(lǐng)域,多振鏡掃描頭拼接技術(shù)是實現(xiàn)大尺寸打印區(qū)域覆蓋的核心手段,其通過算法校準多振鏡掃描重疊區(qū)域,確保激光焦點在拼接處無縫銜接。目前,由于國內(nèi)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品尚未突破多掃描頭3D打印振鏡溫度漂移控制關(guān)鍵技術(shù),導致普遍存在初始拼接精度誤差多為30-50μm,長期運行(>50小時)后誤差常超200μm等突出痛點問題,難以滿足航空航天零部件、精密模具等高端制造需求,致使我國3D打印細分領(lǐng)域高端專用振鏡組件技術(shù)產(chǎn)品長期被德國企業(yè)壟斷,亟待突破。
本項目針對3D打印中,振鏡溫度漂移導致精度穩(wěn)定性差、長期運行拼接精度誤差高、國外技術(shù)壁壘等問題開展了專項研發(fā),主要創(chuàng)新點及特點在于:研制了適配3D打印掃描頭的專用振鏡組件,通過自主研發(fā)振鏡熱漂移補償算法和傳感器分布設(shè)計,滿足了30分鐘熱機后零點、比例漂移均<20μrad、500小時運行精度≤50μm等性能指標要求,實現(xiàn)了3D打印細分領(lǐng)域高端專用振鏡組件國產(chǎn)替代;研發(fā)了振鏡傳感器,通過傳感器蝶形擋光片、接收窗口及安裝精度優(yōu)化、發(fā)射架表面吸光處理等優(yōu)化配置設(shè)計,減少結(jié)構(gòu)不對稱誤差,抑制雜散光干擾,實現(xiàn)了全掃描范圍高線性度準確定位;研發(fā)了多掃描頭振鏡無縫拼接技術(shù)。通過自研角度標定平臺、專用工裝與工藝、多鏡頭拼接算法,有效消除了鏡片安裝偏差,滿足了大尺寸高精度3D打印需求。
項目具有自主知識產(chǎn)權(quán),已獲國家授權(quán)發(fā)明專利,項目振鏡產(chǎn)品已通過CE、RoHS認證,產(chǎn)品已被西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司等單位采用,應(yīng)用效果良好。
項目咨詢:王艷欣13371759156
1.鄭明春
| |
評價單位: |
中國民營科技促進會 |
報告編號: |
202501003125 |
評價日期: |
2025-12-12 |
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組織單位: |
中國民營科技促進會科技成果轉(zhuǎn)化辦公室 |
項目負責: |
雷智旺、王艷欣 |
成果管理: |
13681439210 |
1.提供的資料齊全,符合評價要求。
2.本項目針對3D打印中,振鏡溫度漂移導致精度穩(wěn)定性差,長期運行拼接精度誤差高等問題開展了專項研發(fā),主要創(chuàng)新點及特點如下:
(1)研制了適配3D打印掃描頭的專用振鏡組件,通過自主研發(fā)振鏡熱漂移補償算法和傳感器分布設(shè)計,滿足了30分鐘熱機后零點、比例漂移均<20μrad、500小時運行精度≤50μm等性能指標要求,實現(xiàn)了3D打印細分領(lǐng)域高端專用振鏡組件國產(chǎn)替代。
(2)研發(fā)了振鏡傳感器,通過傳感器蝶形擋光片、接收窗口及安裝精度優(yōu)化、發(fā)射架表面吸光處理等優(yōu)化配置設(shè)計,減少結(jié)構(gòu)不對稱誤差,抑制雜散光干擾,實現(xiàn)了全掃描范圍高線性度準確定位。
(3)研發(fā)了多掃描頭振鏡無縫拼接技術(shù)。通過自研角度標定平臺、專用工裝與工藝、多鏡頭拼接算法,有效消除了鏡片安裝偏差,滿足了大尺寸高精度3D打印需求。
3.項目振鏡產(chǎn)品已通過CE、RoHS認證,產(chǎn)品已被西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司等單位采用,應(yīng)用效果良好。
4.項目具有自主知識產(chǎn)權(quán),已獲國家授權(quán)發(fā)明專利。
評價委員會認為:項目在多掃描頭3D打印振鏡溫度漂移有效控制方面達到國際先進水平,同意通過科技成果評價。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業(yè) |
| 丁天懷 |
清華大學精密制造研究院 |
正高 | 精密制造 |
| 曲選輝 |
北京科技大學材料學院 |
正高 | 金屬材料 |
| 徐 征 |
北京交通大學 |
正高 | 光學工程 |
| 孫家躍 |
中國儀器儀表學會 |
正高 | 傳感器 |
| 朱曉民 |
北京機械工業(yè)自動化研究所 |
正高 | 光機電一體化 |
| 聶軍剛 |
機械科學研究總院 |
正高 | 重大裝備 |
| 周 迎 |
科技部火炬中心 |
正高 | 科技管理 |