HRPS系列激光粉末烧结项目建议书.pdf

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1、武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 1 - 公公 司司 简简 介介 武汉中国光谷的武汉滨湖机电技术产业有限公司是由华中科技大学（原华中 理工大学）和深圳创新投资公司共同组建的高科技有限责任公司， 武汉中国光谷的武汉滨湖机电技术产业有限公司是由华中科技大学（原华中 理工大学）和深圳创新投资公司共同组建的高科技有限责任公司，为武汉市人民 政府批准的高新技术企业。 公司以华中科技大学快速制造中心为技术依托单位， 采 用两头在内、中间在外的运作模式，生产快速成形系统，提供快速成形/快速制模 成套技术，并进行技术服务和咨询，是集科、

2、工、贸于一体的企业，其地址在华中 科技大学校园内的快速成形楼。 华中科技大学快速制造中心于 1991 年开始快速成形技术的研究， 是我国最早 开展该项技术研究的单位之一，先后得到国家科技部、国家教育部、国家自然科学 基金委员会、湖北省科技厅和武汉市科技局的大力支持。 1994 年开发成功薄材叠层快速成形系统样机 HRP-I，于 1995 年 9 月参加北京 国际机床展览会，这是我国第一台参加展览的快速成形系统这是我国第一台参加展览的快速成形系统，受到观众的关注， 展览会还以机床界元老谈展品之高、 新、 尖报导了这套系统， 得到业内人士的好评。 华中科技大学为加速高新技术转化为生产力，1996

3、年，由华中科技大学、武 汉市科委和深圳创新投资集团共同组建了武汉滨湖机电技术产业有限公司， 并被武 汉市政府批准为高新技术企业。 2000 年 7 月，本公司的 HRP-IIIA 快速成形系统通过了湖北省科学技术厅组织 的“薄材叠层快速成形技术及系统”鉴定，鉴定委员会由工程院院士、863 专家组负 责人、国内知名专家教授及高级工程技术人员组成，鉴定委员会认为 HRP-IIIA 快 速成形系统的主要技术性能指标达到 90 年代末期国际领先水平。 1998 年以来，公司还研制成功了基于粉末烧结方法的 HRPS 系列快速成形系 统，以粉末为原料，可直接制成铸型、型芯或零件。 2001 年 4 月，本

4、公司的 HRPS-IIIA 快速成形系统通过了湖北省科学技术厅组织的“选择性激光烧结快速成 形技术及系统”鉴定， 鉴定委员会认为 HRPS-III 快速成形系统制件精度达到国际同 类产品水平，综合性能指标达到国际先进水平。 2005 年，本公司又研制出 HRPM 系列金属粉末熔化快速成形系统，其性能指 标达到国际同类产品水平。 目前公司可向社会提供目前公司可向社会提供 HRP(基于薄材叠层基于薄材叠层)、HRPS(基于粉末烧结基于粉末烧结)、 HRPM(基于粉末熔化基于粉末熔化)、HRPL(基于光固化基于光固化)、HZK(真空注型真空注型)和和 HRE(三维反求三维反求) 系列、多种型号的成套

5、快速成形制造系统。系列、多种型号的成套快速成形制造系统。 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 2 - HRPS 系列激光粉末烧结快速成形系统系列激光粉末烧结快速成形系统 -项目建议书项目建议书 在航空、航天、微电子、生命科学（组织工程） 、精密模具制造等行业中，相 当多的核心金属部件往往结构复杂（具有不规则非对称性曲面或精细内部结构） ， 还有相当多的一部分核心金属部件对其组织性能和力学性能有特殊要求（如耐热 性、导热性，高韧性等） 。对那些结构复杂的零件常采用制作模具和传统压铸的方 法来加工，在铸造生产中，模板、芯盒、压

6、蜡型、压铸模的制造往往是用机加工来 完成的，有时还需要钳工进行修理，不仅周期长、费用高，而且从模具设计到加工 制造是一个多环节的复杂过程，稍有失误就会导致前功尽弃，全部返工，而且形状 越复杂，模具的制造难度越大，即使采用数控加工中心等昂贵的设备，在加工技术 与工艺方面仍有很多难题。 对那些对组织性能和力学性能有特殊要求的零件， 如果 首先制作具有特殊性能的原材料， 然后再通过传统的加工方法进行零件制作， 整个 过程中不可预知的东西则会更多， 不仅会造成浪费， 更主要会增加研发周期。 因此， 对结构复杂或有特殊性能要求零件的试制以及少批量生产， 采用传统铸造或机加工 方法，制造周期长、成本高、风

7、险大，甚至无法制造。 采用激光粉末烧结技术与铸造技术相结合，通过零件的 CAD 造型，不需用模具 就可以快速制造出零件的“蜡模”并快速制造出金属零件，不仅能解决上述问题， 而且能实现铸造工艺过程的集成化、自动化、快速化。HRPS 系列激光粉末烧结快 速成形系统的应用，将大大缩短新产品的研发周期，节约研发成本。 一一HRPS 激光粉末烧结系统组成 HRPS 激光粉末烧结系统组成 HRPS 系列激光粉末烧结快速成形机是由：激光器、振镜动态聚焦扫描系统、 主机成形室、送粉机构、控制系统、加热单元、计算机及软件。 二二HRPS 系列主要技术参数及技术指标 HRPS 系列主要技术参数及技术指标 1工作环

8、境 1工作环境 * 电压:3 相 4 线，380V10% * 频率:50Hz2% * 环境温度:1825 * 相对湿度:小于 60% 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 3 - 2技术规格及参数 2技术规格及参数 * 成形空间（mm）: 320320450；500500400；10001000500； 12001200600;1400700600; * 制件精度:200mm0.2mm 或0.1% * 分层厚度:0.080.3mm 连续可调 3硬件要求 3硬件要求 * 激光器:进口；射频 CO2激光器；功率 55W、100W

9、；功率控制连续可调；使用寿 命 30000 小时以上。 * 振镜动态聚焦扫描系统:进口；焦平光斑尺寸: 0.4mm；焦深:10mm；最大扫描 速度:4-8m/s；扫描器重复定位高度0.02mm。 * 光学系统:镀金反射镜，扩束镜。 * 铺粉系统:三缸式铺粉系统，中间为成形工作缸，左右为送粉缸。 自动上料上落粉系统（适用于大于 1000mm 成型空间） * 工作缸:工作缸活塞采用四导柱导向；储料室容积:不小于 110L。 * 工控机: Intel 双核 E5300，250G 硬盘，1G RAM，17”液晶显示器。 * 激光冷却器:全封闭恒温循环水冷，制冷量:1600W；额定功率:0.6 匹； 水

10、流量:50L/min * 加热系统:工作缸 0-4KW/送粉缸 0-2KW 模糊控制功率可调； 温度闭环自动控制。 * 安全措施:自动关机功能，故障自动停机，激光安全防护。 4软件要求 4软件要求 * 软件工作平台:Windows2000 * 自动切片软件系统:控制软件能直接读取 STL 文件 * STL 文件的可视化，具有旋转平移缩放等图形变换功能 * STL 文件容错切片技术，不需另配纠错软件和人工纠错，分区变向扫描 * 新的 STL 文件压缩数据存储格式，使 STL 文件的大小压缩至原来的 1/2-1/3 * 原型制作实时动态仿真 * 终身免费软件升级 5设备附件: 5设备附件: 标准配

11、置的专用维修工具易损件(见下附). 序 项目 型号 数量 单价 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 4 - 1 加热管 1000W220V 2 根 200 元/根 2 保险管 1625A 2 个 20 元/个 3 反射镜 28 2 片 200 元/片 4 电源开关 带指示灯 2 个 65 元/个 5 精整及打磨工具 1 套 6 防护用品 1 套 7 成形材料 HB1 1KG 100 元/kg 8 后处理材料（树脂） HBC-2A 1KG 300 元/kg 三HRPS 系列激光粉末烧结快速成形机的特点 三HRPS 系列激光粉

12、末烧结快速成形机的特点 1 1最大成形空间：1400700600mm，大于国内外同类产品。层厚 0.080.3mm， 可连续调节，可一次性成形更大的零件，具有更高的性价比。 2 2采用国外著名公司生产的动态聚焦振镜扫描系统，在正常应用范围内工作，完 全可保证动态聚焦振镜扫描系统的长期使用寿命。 3 3采用三缸式（IV 型）铺粉方式，既中间为成形工作缸，左、右为送粉缸，可节 约铺粉时间，显著地提高了快速成形的效率。每一层的铺粉时间仅 4 秒，远小于 双缸式铺粉机构的 10 秒。以成形 100mm 高的零件为例，如果成形层厚度选择 0.1mm，则会铺粉 1000 次，每次三缸式铺粉机构比双缸式机构

13、可节省 6 秒，仅此 就可节省 6000 秒，即 1 小时 40 分。另外，在辅助加热装置方面，除对主工作缸 预热（加热功率 04KW）外；对二个送粉缸也同时预热（加热功率 02KW） 。这 样减少了送粉缸与工作缸中成形材料的温差， 减少了加热等辅助时间， 提高了工 作效率， 同时可减少制件的翘曲变形。 V 型设备采用上送粉结构， 体积小而紧凑， 不仅可以减小铺粉时间，也有助于改善工作腔的温度。 4 4工作环境温度实现闭环控制， 采用双层可升降式加热装置。 由于扫描场的变大， 单层加热装置已经不能使得整个扫描场的温度均匀， 必须采用双层加热装置， 加热 装置的高度可调有助于改善温度场的均匀性，

14、可实时精确控制工作环境温度。 。 5 5机床刚度好，采用铝合金型材结构，保证了整机精度和运行性能。 6、6、HRPS 快速成型系统可直接烧结精铸蜡料，工程塑料，树脂砂，尼龙材料，金属 粉末等多种材料零件。 7 7、系统全部软件均由我公司自行研制开发，具有自主知识产权，我公司软件具有 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 5 - 以下独特功能： a a、独有的 STL 文件容错切片技术，不需另配纠错软件和人工纠错。 b、b、自适应切片功能：即在零件切片截面没有变化的部分，计算机自动设置较大 的间距提高生产效率；零件切片截面变化

15、大的部分，计算机自动设置较小的间距， 减少台阶效应，提高制件质量。即在保证制件质量的前提下，大幅提高生产效率。 c c分区变向扫描。在提高成形效率的同时减少翘曲变形量。 d d新的STL文件压缩数据存储方式， 使STL文件的大小压缩至原来的1/21/3。 e e原形制作动态仿真。 f f、目前能提供适合不同用途的高性能、低成本、无毒无害的高分子粉末材料。 四、激光粉末烧结快速成形技术在精密铸造中的应用实例 四、激光粉末烧结快速成形技术在精密铸造中的应用实例 图 1 摩托车汽缸体粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：253.8 * 253.7 * 181.8 mm 图 1 摩托车汽缸体粉末

16、烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：253.8 * 253.7 * 181.8 mm 3 3 图 2 摩托车汽缸盖粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：135.5 * 173.5 * 77.8 mm 图 2 摩托车汽缸盖粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：135.5 * 173.5 * 77.8 mm 3 3 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 6 - 图 3 螺旋叶片粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：138.8 * 138.8 * 156.6 mm 图 3 螺旋叶片粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金

17、零件 零件尺寸：138.8 * 138.8 * 156.6 mm 3 3 图 4 扫雪机箱体粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：184.8 * 199.2 * 240.4 mm 图 4 扫雪机箱体粉末烧结蜡模及精密铸造铝合金零件 零件尺寸：184.8 * 199.2 * 240.4 mm 3。 3。 图 5 蜗壳、蜗轮粉末烧结蜡模 零件尺寸：379.8 * 263.6 * 182.8 mm 图 5 蜗壳、蜗轮粉末烧结蜡模 零件尺寸：379.8 * 263.6 * 182.8 mm 3 3 211.2 * 281.3 * 172.2 mm 211.2 * 281.3 * 172.2 mm

18、 3 3 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 7 - 图 6 大型叶轮粉末烧结蜡模 零件尺寸：452.7 * 452.7 * 123.2 mm 图 6 大型叶轮粉末烧结蜡模 零件尺寸：452.7 * 452.7 * 123.2 mm 3 3 图 7 内镶钢圈嵌件的精密铸造铝合金摩托车发动机零件 零件尺寸：263.2 * 261.6 * 143.1 mm 图 7 内镶钢圈嵌件的精密铸造铝合金摩托车发动机零件 零件尺寸：263.2 * 261.6 * 143.1 mm 3 3 图 8 叶轮粉末烧结精密铸造不锈钢零件 零件尺寸：

19、262.6 * 262.6 * 107.1 mm 图 8 叶轮粉末烧结精密铸造不锈钢零件 零件尺寸：262.6 * 262.6 * 107.1 mm 3 3 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 8 - 图 9 叶轮粉末烧结精密铸造铸钢零件 零件尺寸：372.7 * 372.7 * 162.6 mm 图 9 叶轮粉末烧结精密铸造铸钢零件 零件尺寸：372.7 * 372.7 * 162.6 mm 3 3 图 10 汽缸头粉末烧结树脂零件 零件尺寸：554.5 * 320.5 * 95.9 mm 图 10 汽缸头粉末烧结树脂零

20、件 零件尺寸：554.5 * 320.5 * 95.9 mm 3 3 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 9 - 图 11 摩托车轮毂粉末烧结树脂零件（两种树脂配方） 图 11 摩托车轮毂粉末烧结树脂零件（两种树脂配方） 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 10 - 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 11 - 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技

21、 大 学 快 速 制 造 中 心 - 12 - 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 13 - 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 14 - 五、性能参数表五、性能参数表 序号 项 目 SLS 1. 公司名称 武汉滨湖机电技术产业有限公司 2. 规格型号 HRPS- IIA、 HRPS IV、 HRPS-V HRPS-VI、 HRPS-VII 3. 产地 武汉 4. 成形空间（长宽高） （mm） 320320450；500500400；100010005

22、00 12001200600；1400700600; 5. 输入格式 STL 格式 6. 计算机配置 主流计算机配置 7. 软件工作平台 WIN2000 8. 系统控制软件 Power RP 软件 9. 激光器 CO2激光器，美国 10. 扫描方式 振镜式动态聚焦，进口 11. 驱动电机 步进、交流电机 12. 激光最大扫描速度 8m/s 13. 重复定位精度 0.02mm 14. 冷却方式 全封闭恒温循环水冷 15. 电源要求 三相五线，380V，50HZ，40A 16. 技术资料 使用、维护手册各一套 17. 售后服务及技术支持 免费保修一年，终身免费软件升级 18. 培训方式 甲方派两人

23、到乙方培训（培训免费，食宿自理） 19. 成型材料 高分子合成材料、尼龙、陶瓷、覆膜砂等 20. 环境要求 温度 205 湿度60% 21. 送粉机构 专利技术 22. 安全措施 故障自动停机，自动诊断，激光安全防护 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 15 - 六、培训计划及内容六、培训计划及内容 1、初级培训 培训地点：乙方所在地； 参加人数：2 人； 时间：设备交货前，培训时间一周；具体时间双方协商。 培训内容：SLS 的成型原理和成型工艺； 设备的初步操作； STL 文件的生成和精度控制； 系统控制软件的使用： 软

24、件的安装； 软件的各个功能模块的使用； 软件中各功能参数的设置； 设备的基本维护； 成型零件的后处理。 2、现场操作培训 培训地点：用户的设备安装地点； 时间：设备到达用户处，进行安装调试时，约一周； 培训内容： 设备的简单安装和调试； 设备的维护和定期保养； 设备的操作； 激光外光路系统的调校； 设备备件的更换； 成型零件的后处理工艺。 武 汉 滨 湖 机 电 技 术 产 业 有 限 公 司 华 中 科 技 大 学 快 速 制 造 中 心 - 16 - 七七售后服务承诺售后服务承诺 1、设备的安装与调试 (1) 提供安装规划设计； (2) 现场安装调试，保证设备的正常工作； (3) 按照产品

25、的检测标准，与用户共同进行产品验收。 2、技术培训 向用户无偿提供二次培训（我公司所在地与用户单位所在地各一次） 。 3、技术服务 (1) 本公司承担设备的终身维修工作； (2) 全工作日提供免费的技术咨询； (3) 整机（包含主机、备品、附件等）保修一年，自验收合格交付使用之 日起计算。在保修期内，正常使用过程中设备出现的故障和零配件损 坏，本公司负责免费上门保修和免费上门更换零部件； 关键元器件如 需回厂家修理，乙方会找相应元器件替代，维修后立即换回，不耽误 用户正常生产，由此所产生的运输费等一切费用均由乙方承担。 (4) 保修期内，在得知机器出现故障后，24 小时响应买房技术要求，48 小 时内派员到现场及时处理；过保修期后在得知机器出现故障后，48 小 时内派员到现场处理，但乙方可酌情收取人工费； (5) 在设备交付使用的第一年内，本公司的技术人员将至少为用户提供不 少于 5 个工作日的现场技术支持 (6) 本公司将与用户保持密切联系， 不断免费向客户通报快速成形/快速制 模技术方面最新的进展，帮助用户掌握和使用最新技术； 本公司终身免费向用户提供本公司设备软件升级。