金属3D打印课案.doc

第一部分 项目概述 一、创业项目概述 项目概述 本项目着力于金属3D打印技术在医疗领域的应用，致力于研发桌面级别的可打印头骨的金属3D打印机。金属3D打印是一种快速打印技术，可以自由成型，个性化制造，适于打印结构复杂难以制造模具的产品，头骨就是其中一种很重要的打印需求。本项目金属3D打印机采用激光熔覆制造技术，它是通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来，沉积速度8.19cm3/h，尺寸精度50-400um，热源功率在1kw左右，采用的金属粉末为TI6Al4V钛合金，此种合金具有良好的生物相容性，无磁，密度与人类骨骼密度相近，并且在金属3D打印可打印金属中是较为成熟的一种金属。技术的创新点在于将头骨打印的需求与金属3D打印通过钛合金结合起来，使得金属3D打印技术能应用于医疗领域的头骨打印。同时大幅度减少设备的体积，使得更加小巧易用。 二、创业机会概述 创业机会概述 截止目前，在国内市场，基于金属打印技术的桌面级3D打印机几乎没有应用，大部分处于研究阶段，在工业领域运用较多，市场化程度极低。而本项目的产品在技术上具有成熟性，国内的王华明教授已经研究出成熟的激光打印技术，这项技术在国内以及国际都处于先进水平，在技术层面，我们是属于领跑者。而头骨打印需求市场是一直存在的，但是并未得到满足，有着巨大的缺口，本项目的产品就是依靠小型易用的金属打印机占领这部分的市场，先入为主，市场饱和前切入其他领域，主要通过设备的销售和耗材的销售获取收益，并提供技术服务。 第二部分 项目技术与产品（服务）实现 第一章 项目技术 一、项目总体技术概述 （一）总体技术方案 项目所依据的技术原理（1000字之内）： 激光打印方式 本项目金属3D打印机采用激光熔覆制造技术，通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来。采用的金属粉末为TI6Al4V钛合金，此种合金具有良好的生物相容性，无磁，密度与人类骨骼密度相近，并且在金属3D打印可打印金属中是较为成熟的一种金属。打印机构采用激光束作为热源，送粉软管随打印机构的移动而移动，保证出粉口在激光聚焦点持续供应钛粉，激光器通过驱动电路与控制系统相连，在激光器周围分布水冷散热系统，防止因热量过高导致打印机构以及载重机构的Y轴丝杠变形，影响精度。 送粉技术 控制系统 伺服系统 主要技术与性能指标（500字之内）： 激光打印方式 本项目金属3D打印机采用激光熔覆制造技术，通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，按照预定的路线一层一层的堆积起来，沉积速度8.19cm3/h，尺寸精度50-400um，热源功率在1kw左右。采用的金属粉末为TI6Al4V钛合金，此种合金具有良好的生物相容性，无磁，密度与人类骨骼密度相近，并且在金属3D打印可打印金属中是较为成熟的一种金属。 送粉技术 3. 伺服系统 步进电机42HS01，步距角：1.8度，转矩：0.15N·M 滚珠丝杠：螺距：5mm，公称直径：20mm 可实现xyz方向0.1mm的运动控制 （二）项目创新内容 创新类别 □理论创新 √应用创新 □技术创新 □工艺创新 □结构创新 项目创新内容（1200字之内）： 将头骨打印的需求与金属3D打印通过钛合金结合起来，使得金属3D打印技术能应用于医疗领域的头骨打印，利用新技术解决传统问题，使得问题简单化，解决方便话。 大幅度减少设备的体积，使得更加小巧易用，适合操控。 建立头部骨骼大数据库，提供意外情况下快速提取骨骼数据的服务，利用云服务，使得一切骨骼均可备份，需要时可以随时提取数据。 开发CT扫描合成3D图像软件，解决青年医生经验不足无法通过CT平面数据来准确判断病情的问题，弥补青年医生经验不足的缺陷。 为医生提供远程建模软件服务，弥补医生在计算机工具软件使用方面的不足，更好的为患者服务。 二、项目技术开发可行性 （一）项目技术发展现状 国内外相关技术的研究、开发现状的介绍、分析（1200字之内）： 1.增量制造 ? ??增量制造技术（3D打印），又称作快速成形技术，被誉为第三次工业革命，是20世纪80年代发展起来的先进制造技术。该技术采用堆积的原理，满足现代制造业高效利用原材料、低成本和个性化产品的趋势。 ? ??该技术目前主要有激光快速成形（Laser?Rapid?Melting?，LRM)、电子束快速成形（Electron?Beam?Melting?，EBM)和直接三维打印技术（Direct?Typing，DTP）三种，统称3D打印。 ? ??（1）激光快速成形始于德国，是的最早开发且目前应用最成熟的技术。其中一种逐层铺设粉末并通过激光区域性熔化（或烧结）堆积成产品的方法，能够按计算机设计控制产品的密度、孔隙率和孔的几