【盤點】2016年全球3D打印十大創新技術(中國進口模具鋼市場發展現狀及未來趨)
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【盤點】2016年全球3D打印十大創新技術
哈佛大學獲得最新的突破，可以打印出維持生物學功能的并可以存活超過六個星期的組織。
研究人員將包含細胞外基質的墨水填充進模具。
研究人員通過硅膠模具兩端的出入口向該組織輸入營養物質，以保證細胞存活。
人工血管將通過將細胞生長因子運送至整個人工組織，促進干細胞的定向分化，從而形成更厚的組織。
西安交通大學-結構電子產品三維空間的任意排布。
結構電子是指電路與電子元件按照一定的三維空間布局，附著或鑲嵌于基體結構上，形成的三維電氣結構。
由于電氣部分具有三維空間布局，電子產品的空間利用率得到提升，體積得到減小。
西安交通大學通過一種導線與基體同步打印的3D打印技術實現了結構電子產品三維空間的任意排布，所使用的導線打印材料可以有三種不同形態，包括銅錫合金、銀錫合金、錫鉛合金這樣的低熔點金屬絲，納米銀離子凝膠溶液、導電高分子水凝膠的導電墨水，以及鋁粉、銅粉等金屬粉末。
基體的3D打印材料則為ABS、PLA、PEEK絕緣性高分子絲材。
西安交通大學-采用多束激光輔助控溫3D打印定向晶零件。
在金屬打印時，由于存在較大的溫度梯度，金屬難以持續穩定地生長，難以獲得品相良好的柱晶或單晶組織，因而得到的零部件的性能和特性受到極大的影響。
西安交通大學克服現有技術中存在的問題，提供一種采用多束激光輔助控溫3D打印定向晶零件的裝置及方法，通過增加輔助控溫光源，利于零件的金屬晶體定向生長，能夠得到連續的柱晶或單晶組織。
為了解決現有的鋁基復合材料在成形加工過程存在的幾個問題，南京航空航天大學提供一種基于SLM成形的鋁基納米復合材料。
此材料可以有效的解決鋁基納米復合材料在激光增材過程中工藝性能與力學性能不匹配、增強顆粒分布不均勻以及陶瓷相與基材相之間潤濕性較差的問題，使得所獲得的產品具備良好的界面結合以及優異的力學性能。
南京航空航天大學-3D打印技術制造馬氏體模具鋼。
目前，國產模具鋼還不能全部滿足國內模具行業的需求，每年約有25%的模具需從國外進口。
為解決現有制模技術中的工序復雜、成本高以及報廢率大等問題。
南京航空航天大學通過調整激光加工過程工藝參數，改善成形模具晶粒粗大問題，從而改善其機械性能。
利用Mn、Ni、Cr等合金元素穩定過冷奧氏體，在激光加工極大的冷卻速度下得到組織均勻的馬氏體，從而省去了后續的“淬火”過程，激光加工完畢后，成形模具被傳送裝置送入真空熱處理室完成回火過程以釋放其內應力，從而得到具有均勻、細小的回火馬氏體組織的成形模具。
浙江大學-基于三維打印的無泵驅動微流控芯片。
微流控芯片又被稱為芯片實驗室，是一種在微米尺度上對流體進行操控的技術。
該技術將化學和生物實驗室的基本功能微縮到了一個只有幾平方厘米大小的芯片之上。
華中科技大學-具有鍛件性能的金屬零件3D打印。
華中科技大學數字裝備與技術國家重點實驗室張海鷗教授主導研發的金屬3D打印新技術“智能微鑄鍛”，不僅能打印薄壁金屬零件，而且能打印出大壁厚差的金屬零件，省去了傳統鍛壓機的成本，通過計算機直接控制成形路徑，降低了設備投資和原材料成本。
目前，由“智能微鑄鍛”打印出的高性能金屬鍛件，已達到2.2米長約260公斤。
現有設備已打印飛機用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等八種金屬材料，有望改變國際上由西方國家領導的金屬絲3D打印格局。
藍光英諾-3D生物打印技術促進人工血管內皮化。
藍光英諾向全球發布了由其團隊承擔的3D生物打印促進人工血管內皮化的研發項目取得的重大突破：。
全球首創依托干細胞生物墨汁技術構建的3D生物打印血管成功植入恒河猴體內，實現血管再生。
這標志著在世界范圍內3D生物打印技術在臨床應用的開啟，同時將引領干細胞制造組織、修復器官的再生醫學新時代。
廣州邁普再生醫學-具有4D效應的脊柱側凸內固定矯正裝置。
脊柱側彎疾病有個特點，每個病人的脊柱變形都不盡相同，側凸角度、旋轉角度、脊椎骨形態、側凸位置及對周邊影響、脊柱旁軟組織結構都不盡相同，臨床醫生有個性化器械的需求。
4D效應就是3D打印材料自動變成為預設的模型，廣州邁普再生醫學通過3D打印激光燒結打印技術制備鎳鈦基記憶合金材料骨架，在得到的鎳鈦基記憶合金材料骨架上沉積熱塑性材料從而制備熱塑性材料外殼或者單獨制備熱塑性材料外殼再將鎳鈦基記憶合金材料骨架與熱塑性材料外殼組合，其中所述鎳鈦基記憶合金材料骨架的定位孔與所述熱塑性材料外殼的定位銷進行配合，從而得到功能單元。
中國進口模具鋼市場發展現狀及未來趨
第八章2017-2020年進口模具鋼行業投資與發展前景分析。
三、行業新動態及其對進口模具鋼行業的影響。
四、行業競爭狀況及其對進口模具鋼行業的意義。
四、行業新動態及其對進口模具鋼行業的影響。
五、行業競爭狀況及其對進口模具鋼行業的意義。
第一節2017-2020年中國進口模具鋼行業投資策略分析。
三、2017-2020年進口模具鋼品牌競爭戰略。
第一節中國進口模具鋼行業市場發展趨勢預測。
大量供應 A3模具鋼精料加工 A3，
淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質就能淬硬。
砂輪相對損耗小，無極限磨削用量大，對砂輪質量及冷卻條件不敏感，不易發生磨傷及磨削裂紋。
常規淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。
常規淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。
(1)分為五組:W組、O組、A組、D組、S組。
◆W組即水淬模具鋼，有11個鋼種，7個碳素模具鋼，含碳量從0.7%-1.3%。
◆O組即油淬冷作模具鋼(俗稱油鋼)，有4個鋼種，含碳量在0.85%-1.55%，◆A組即空淬中合金冷作模具鋼，有9個鋼種，含碳量從0.5%-2.25%。
◆D組即高碳高鉻冷作模具鋼，有7個鋼種，含碳量0.9%-2.5%。
◆S組即耐沖擊工具鋼，有7個鋼種，含碳量0.4%-0.6%。
用于冷作模具還有高速鋼(HSS組)和速鋼(SHSS組)，鈷基硬金和鋼結硬金(HA組)，粉末鋼和工程陶瓷(PIM組)，碳鎢工具鋼(F組)，特殊用途工具鋼(L組)。
(2)冷作模具鋼的選用冷作模具鋼的主系列是高硬冷作類，主要用于要求高抗壓和耐磨為主的模具，硬度高于HRC60-62。
對于要求耐沖擊、韌性高的模具，硬度HRC60-62，主要用S類和部份A類和普通的調質鋼、彈簧鋼、熱作模具或基體鋼。
對于大型沖壓模，如汽車外型沖壓件，主要用鑄鐵類。
簡易或壽命數量少的用鋅基合金或高分子復合材料。
粉末模具鋼有優良的耐磨壽命，硬度不大高HRC60-62，應用相當多。
碳素工具鋼在壽命10萬件的沖頭或軟材料沖壓模仍有一定的應用范圍。
美國熱作模具鋼分二大類:熱作模具鋼，和級熱合金。
熱作模具由于在有溫度的條件下工作，要求材料具有熱性和熱耐磨性，為了保證模具的使用壽命模具要冷卻，熱冷交替模具會出現龜裂，即熱疲勞裂紋，所以材料又要求有抗裂紋能力和抗熱疲勞性能。
按熱性排列的主系列進行選材:低合金調質模具鋼(6G，6F2，6F3)→中鉻熱作模具鋼(H11、H12、H13)→鎢熱作模具鋼(H21，H22)。
非的熱作模具鋼:例如熱鐓鍛模具用時效硬化型的6H4。
使用H11、H12、H13出現了不能滿足熱耐磨性時，可以選擇6H1，6H2。
當要求模具以熱作耐磨性為主時，可以選擇D2，D4→M2，M4→粉末鋼。
鋼結硬金、鈷基硬金的高溫耐磨性是很高的，但其熱疲勞性(即冷熱抗疲勞裂紋)很差，不能在急冷急熱狀態下使用。
美國是早在工具鋼中列出塑料模具鋼的，以P來表示為主，共分為五類。
◆滲碳型塑料模具鋼:P1，P2，P3，P4，P5，P6。
這類鋼含碳量很低，主要是美國早期及用擠壓成型制模法，要求冷塑性好，有高的擠壓性能，成型后表面滲碳淬火提高表面硬度，使用壽命長。
塑料模具中P20的用量很大，已成為主體，大多數在預硬狀態時使用。
鋼號有H13，而L2和S7，O1和A2也有應用。
這一類的特點是:(1)基本屬二次硬化金鋼，500-600oC時的熱性好。
◆不銹鋼用于耐蝕性要求高的塑料模，主要鋼號有420，414L，440，416。
◆時效鋼是經過時效處理而獲得高的使用性能。
有兩種，一種是P21低碳Ni-A1時效鋼;另一類是18Ni馬氏體時效鋼。
后者是用于宇航工業的無碳高純度、、高韌性的材料。
用于力學性能、尺寸精度、光潔度和耐蝕性都要求高的塑料模具中。
塑膠模具鋼分預硬普通塑膠模具鋼,預硬塑膠模具鋼,預硬高硬度塑膠模具鋼,預硬抗腐鏡面塑膠模具鋼,抗腐鏡面塑膠模具鋼5小類塑膠模具鋼質量等級分配模具類別以美國SPI-SPE為分下列各類。
2.模胚材料硬度為280BN.(DME#2鋼4140鋼)。
3.有膠位的內模件鋼材一定要見硬4850HRC.其余零件如行位,壓鎖,壓條等亦應為硬件。
6.如有需求的話,上模,下模及行位要有溫度控制。
7.運水道,建議采用無電浸鎳或用420不銹鋼做模板.這樣可防止生銹及清理垃圾。
2.模胚材料硬度為280BHN.(DME#2鋼4140鋼)。
3.有膠位的內模件鋼材要見硬4852HRC,其余有用的零件亦應同一處理。
2.模胚材料硬度小為165BHN.(DME#1鋼1040鋼)。
3.內模鋼材為P20(2832HRC)或高硬度(3638HRC)。
2.模胚材料P20(2832HRC)可用軟鋼或鋁.(1040鋼)。
五.105類模.(少於500啤,首辦模或試驗模)。
冷加工性能，指切削、磨削、拋光、冷拔等加工性能。
為改善模具鋼的冷加工性能，自20世紀30年始，研究向模具鋼中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或導致模具鋼中碳的石墨化的元素，發展了各種易切削模具鋼，以進一步改善其切削性能和磨削性能，減少刀具磨料消耗、降低成本。
淬透性主要取決于鋼的化學成分和淬火前的原始組織狀態;淬硬性則主要取決于鋼中的含碳量。
對于大部分的冷作模具鋼，淬硬性往往是主要的考慮因素之一。
對于熱作模具鋼和塑料模具鋼，一般模具尺寸較大，尤其是制造大型模具，其淬透性更為重要。
另外，對于形狀復雜容易產生熱處理變形的各種模具，為了減少淬火變形，往往盡可能采用冷卻能力較弱的淬火介質，如空冷、油冷或鹽浴冷卻，為了得到要求的硬度和淬硬層深度，就需要采用淬透性較好的模具鋼。
模具在熱處理時，尤其是在淬火過程中，要產生體積變化、形狀翹曲、畸變等，為保證模具質量，要求模具鋼的熱處理變形小，特別是對于形狀復雜的精密模具，淬火后難以修整，對于熱處理變形程度的要求更為苛刻，應該選用微變形模具鋼制造。
模具在加熱過程中，如果發生氧化、脫碳現象，就會使其硬度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低;因此，要求模具鋼的氧化、脫碳敏感性好。
對于含鉬量較高的模具鋼，由于氧化、脫碳敏感性，需采用特種熱處理，如真空熱處理、可控氣氛熱處理、鹽浴熱處理等。
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