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3D科學(xué)谷《3D打印與中高等教育及科研白皮書》封面

當(dāng)前，3D打印技術(shù)已成為《中國制造2025》、工業(yè)5.0未來智能制造的一項關(guān)鍵技術(shù)，在增材制造產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用范圍不斷擴展。

3D科學(xué)谷發(fā)布的《3D打印與中高等教育及科研白皮書》聚焦我國增材制造人才培養(yǎng)體系中的中高等職業(yè)教育、普通高等教育以及科研院所的調(diào)研分析，通過對制造業(yè)人才需求、中高等教育體系及3D打印人才培養(yǎng)、科研機構(gòu)和基礎(chǔ)研究的重要性顯現(xiàn)等四個版塊，深度剖析我國增材制造人才培養(yǎng)體系的發(fā)展歷程，展現(xiàn)增材制造科研機構(gòu)以及科研工作取得的成果。

其中，在對基礎(chǔ)研究的重要性顯現(xiàn)模塊的剖析中，該白皮書指出升華三維助力中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室和湖南工業(yè)大學(xué)利用FDMS技術(shù)制造鈷基金剛石復(fù)合材料。在該研究上，作者利用熔融沉積成型燒結(jié)技術(shù)（FDMS）制造金剛石工具，采用了升華三維的核心技術(shù)--金屬·陶瓷間接3D打印技術(shù)——粉末擠出打印技術(shù)（Powder Extrusion printing，PEP），通過使用密煉機、造粒機、3D打印機、脫脂爐和燒結(jié)爐完成混合、造粒、打印、脫脂和燒結(jié)的加工過程。

PEP技術(shù)有別于利用高強能量束燒結(jié)或熔化金屬等材料，同步獲得產(chǎn)品形狀和性能的直接3D打印技術(shù)，PEP技術(shù)是將打印與脫脂燒結(jié)分開、分步獲得產(chǎn)品形狀與性能。

間接3D打印

PEP技術(shù)創(chuàng)新性地通過3D打印實現(xiàn)對材料的控制和成形,滿足金屬/陶瓷零件的個性化定制。通過3D打印實現(xiàn)無模具化的模型制備，節(jié)省了模具開發(fā)的制造成本和時間成本。PEP技術(shù)同時也突破了傳統(tǒng)激光3D打印的效率缺陷與尺寸限制，成本更低，正快速挑戰(zhàn)著激光在金屬粉末材料方面直接打印的應(yīng)用，成為金屬零件批量打印的重點技術(shù)。

PEP技術(shù)工藝流程

根據(jù)此工藝制備了鈷基金剛石復(fù)合材料，并與粉末熱壓燒結(jié)樣品進行對比，研究其微觀結(jié)構(gòu)特征和性能，發(fā)現(xiàn)即使在最佳溫度下，F(xiàn)DMS樣品的性能也會更好；FDMS樣品的密度和持有的性能相比金剛石顆粒提高了；FDMS是一種很有前途的技術(shù)，具有制造復(fù)雜形狀或超薄結(jié)構(gòu)的金剛石工具的能力，并有大規(guī)模制造的潛力。