成 果 简 介

应用场景

提出采用木、竹、秸秆、稻壳、果壳等生物质材料作为3D打印的基体材料，采用激光烧结技术制备各种3D成型件。可用于结构件、设计研制、融模铸造、工艺品、建筑模型等领域。

主要解决的问题

生物质复合材料的生物质成分包括木、竹、秸秆、稻壳和果壳等，每一种的微观形态和成型性能都有一定的差异，在工艺上都需要对烧结参数进行调整。理论分析和实验结果表明，材料的热性能是成型工艺的核心，不仅体现在材料的配方和比例，更体现在对预热时间、预热温度、激光能量、扫描速度、扫描间距、扫描轨迹、铺粉厚度等的把握和优化配置上。

技术要点

（1）首次提出了将环保型生物质材料用于3D打印成型的理念，并在绿色制造领域得到了成功应用。

（2）提出了生物质复合粉末烧结中的跨尺度成型方法，阐明了多场耦合作用下的温度场、应力场的分布规律及成型机理。

（3）提出了生物质激光烧结成型的理论方法，解决了多元异质材料激光烧结结合能与界面结合力平衡等技术难题，形成了生物质复合材料选择性激光烧结成型工艺。

（4）研制了全功能模块化生物质材料的激光3D成型设备，实现了快速铺粉、高复杂性生物质制件的工业化生产。

应用成效

2014年6月起，团队开始与黑龙江鑫达企业集团有限公司合作，将产品向市场进行推广。合作拓展了应用领域，双方研发了应用于激光烧结材料，同时采用植物纤维增强的高分子复合材料也作为其他厂家的3D打印丝材的原料出售。与此同时，团队还于2015年12月发起成立哈尔滨自由智造科技开发有限公司，专注于进一步研究和推广新型3D打印生物质基复合材料和设备，使得研究成果走出实验室，走向市场。两项举措的实施产生了显著的经济效益，给应用企业新增利润7928万元。并产生了巨大的社会效益，为企业培养一批技术骨干，将成为支撑企业可持续发展的中坚力量，也将成为黑龙江3D打印行业持续发展的源泉。

适用范围

适用在全国进行推广，覆盖所有3D打印相关行业。

联 系 人：孟庆焕

联系电话：0451-82190721