一、项目基本情况 项目编号：Jp******** 项目名称：多组元原位合金化3D打印系统 包组编号：001 预算金额（元）：3,000,******** 最高限价（元）：3,000,000 采购需求：查看 一、拟采购设备的必要性及可行性 材料基因组技术是材料研发的最新理念，作为其三大要素之一的高通量制备与表征技术将是材料基因工程成功的关键。通过高通量制备和表征技术，可大大加快新材料研发的速度，降低研发成本。现有高通量制备技术的创新和发展为材料的研发提供动力，但这些方法大部分在三元以上的体系中难以应用，无法实现成分的精确可控分布。大力推广和应用材料基因工程先进技术，利用创新平台，促进材料基因工程关键技术和方法在材料研发周期内全链条的深度交叉融合、产学研用的高效协同创新，提升新材料和新工艺技术的研发、应用水平和效率，促进高端制造业和高新技术关键材料的发展，增强高端关键材料的自主保障能力。 高通量制备：也叫材料的组合制备，是指采用某种实验方法在短内制备出大量样品，用以替代传统的“逐一”或“单步”的研发模式,实现研发成本与周期“双减半”的目标。   二、拟采购设备调研情况 （一）厂商一：杭州德迪智****公司 1.  设备型号：DLM-120HT 2.  功能原理：DLM-120HT是基于异质粉末3D打印的材料样品高通量制备平台，以多种合金粉/元素粉为原料，在高能激光3D打印成型的同时完成合金化过程。设备可根据预设方案，自动混配、动态铺粉，并通过独特的激光微区冶金工艺实现快速合金化，一次打印不同成分的块状合金样品，可满足绝大多数金属材料的高效合金化需求。可快速实现高通量、矩阵化试样制备，数十倍地提高合金成分筛选效率。可制备传统冶金技术难以制备的特殊合金，如梯度化合金、层状合金、复合结构合金、异质功能合金等。 激光系统：主要包括IPG 500W光纤激光器、准直器、Scanlab动态变焦装置、Scanlab扫描振镜等。Apro控制系统控制激光束扫描成型缸中粉末床表面的金属粉末材料，使粉末熔融形成熔池，并通过熔池受控移动，以点、线、面、体的成型顺序形成最终金属零件。 混粉系统：主要由混粉核心、腔体组件及混粉室组件构成，具有极高的气密性，是金属零件打印过程中的受控氛围及打印载体，混粉率达到了********% 。 成型室系统：主要由风场组件、前门组件、腔体组件及成型缸组件构成，具有极高的气密性，是金属零件打印过程中的受控氛围及打印载体，成型尺寸120*120*150mm，最大体积成型速率25ml/h，打印基板可预热至200℃。 送粉回粉系统：主要由4个送粉筒构成，包括集粉、送粉装置，整个送粉回粉系统为金属3D打印过程输送用于成型的金属粉末材料，德迪DLM-120HT采用的送粉装置为上送粉式，采用的铺粉装置为单向铺粉式，铺粉层厚20-100μm。 迷你净化系统：主要包括气体循环、净化、除烟、除尘等功能，气氛系统与成型仓串联形成闭环，可有效抑制成型仓内的氧气含量，高效过滤烟尘，培养并保持成型仓内洁净、抑氧的气氛，防止打印过程中金属粉末材料被氧化。 水冷系统：主要包括整个水循环装置和外置冷水机。主要###路系统组件进行恒温控制，以确保打印过程中激光束的稳定、可控，进而达成对工艺参数的精确调控，保证整套设备的正常运行。 控制系统：自主研发的Apro控制系统，全面集成面向SLM金属3D打印系统的控制组件与传感模块，主要包括运动控制器、扫描控制器、高级传感器组件、数字IO、模拟IO等。支持复杂的运动控制、先进的扫描策略、可延时的过程控制，以及****网；兼容多种激光器、扫描元件，并可同时控制多个激光扫描光斑；可按需配置传感器组合方案，满足单点温度、红外热成像、氧含量等在内的多种成型过程工艺监控需求   3.  主要用途 DLM-120HT可直接利用元素粉末进行3D打印成型，可同时实现4种以上元素、4个通道、不少于40种材料力学性能样件的一次性制备，并完成均质化处理。适用于钢铁材料、铝合金、钛合金、 镍基高温合金、高熵合金等金属新材料的成分筛选、性能研究。 4.  场地要求 空间尺寸要求： （1）设备主机放置平面面积要求≥30㎡；放置空间高度≥********； （2）设备主机摆放时，前后、左右四面与墙壁最小距离≥********； （3）附属设备等单独放置，放置平面面积要求≥30㎡；放置空间高度≥********； （4）附属设备摆放时，前后、左右四面与墙壁最小距离≥********。 地面质量要求： （1）设备放置地面承载力≥10KN/㎡；平整度≤4mm/㎡； （2）设备放置地面须不透水、防静电。 运行环境要求： （1）设备主机运行房间需配置空调，保持干燥通风，并安装排风系统； （2） 温度：室温15-28℃为宜；湿度：20%-60%为宜。   （二） 厂商二：广州雷佳增****公司 1.  设备型号：DiMetal-100Pro 2.  功能原理：DiMetal-100Pro梯度供粉金属打印主体结构主要由机架、铺粉系统、梯度供粉系统、成型缸系统、粉料回收 ###路系统、气体净化系统、水冷系统等部分组成。梯度供粉系统应采用上供粉系统，是设备的核心模块，通过梯度供粉分配器，按材料设定的体积比进行精准供粉，通过混料器将专用粉料输送到铺粉系统，实现铺粉系统粉料的连续供应。实现X轴或Z轴高通量渐变式的梯度材料成型。 说明：可实现多种材料混比的梯度材料制备、可实现分区域铺粉 可实现梯度材料制备、无法实现高通量制备，制件数量相对较少 粉末混合与计量方式传统，精度不高   3.  场地要求 设备外形尺寸：1200mm×800mm×1700mm 电源与耗电功率：220V 50Hz 3Kw 环境温度：工作温度15-30℃   （三） 厂商三：北京隆源自动成****公司 1.  设备型号：梯度供粉选区激光熔化3D打印机AFS-M120X 2.  功能原理：AFS-M120X能够在水平方向上控制材料成分的连续变化，从而实现梯度合金的增材制造。其采用水平方向梯度供料装置，实现了二元及二元以上多材料的有效混合，解决了激光送粉（LMD）打印成型精度差、多料缸铺粉（SLM）打印层与层之间难以形成稳定可控的化学梯度等难题。成型材料的梯度曲线连续可控，可以满足不同客户的多种需求。该设备特别适用于钛、铝等活泼金属材料，使高通量材料制备和梯度材料产品研发成为可能。 北京隆源自动成****公司联合北京科技大学成功开发梯度材料金属铺粉（SLM）3D打印设备AFS-M120X。该设备能够在水平方向上实现材料成分的连续变化，实现梯度合金的增材制造，并已申报专利。 说明：机械结构简单，稳定可靠、可实现连续变化的成型试样、更贴近传统意义上高通量制备，无法实现精确的比例混合、成型制件不离散，实现力学表征困难，粉不均匀，打印材料存在偏析   3.  主要用途：适用于复合金属材料的性能研究与开发；供粉系统可实现两种及以上多种金属材料的连续梯度精确供粉；具备水平/垂直梯度变化方向，降低了工艺复杂性，节省粉末原材料、提升研发效率；可实现两种材料在水平方向的梯度变化，制备两相全比例变化梯度材料；成型精度高，可宏观标识在制造材料上的梯度比例；可通过改变储粉机构实现定制比例变化的梯度合金制造。 4.  场地要求 设备主体尺寸：1532×1390×1830mm 电源要求：380VAC/50HZ/8KW 三相五线 设备重量：约******** 地面承重要求：≥1吨/㎡   （四） 厂商四：南京中科煜宸激****公司 1.  设备型号：LDM400 2.  功能原理：LDM400是南京中科煜宸激****公司基于激光沉积成形原理（LDM）研制生产的激光增材制造设备，主要由四轴机床、激光###路送粉系统、气体净化系统、除尘系统、控制系统、软件系统及配套系统等系统组成，整机模块化设计，集成度高、自动化程度、软件系统包容性强、性能稳定、安全可靠。用户可自由设定粉末配比，自由设定不同区域、不同分层的成分，送粉器、气动混粉模块按照设定配比将粉末混合，由###路径规划软件###路径，粉末经送粉喷嘴输送熔池中，最终实现高通量/梯度材料试件制备。LDM技术将高通量材料合成扩展到了大块合金材料，实现了现有的高通量表征以及建模技术的结合。 与SLM设备相比，基于LDM技术设备根据设定将不同配比粉末直接输送至熔池中，无需预铺粉末（预铺后粉末无法回收利用），因此LDM设备材料利用率高，同时致密度高；基于LDM技术设备层内不同区域可自由设定粉末配比，制备高通量试件自由度更高，实现了现有的高通量表征以及建模技术的更好的结合，极大的提升新材料和新工艺技术的研发效率。   四轴机床：由三轴机床、A轴旋转轴、NC数控系统组成，成形尺寸400mm×400mm×400mm，三轴运动机构采用直线模组，结构轻、响应快，数控系统四轴联动控制，可实现复杂结构成形，运行稳定可靠。 激光系统：包含2kW激光器、激光熔覆头（准直100mm，聚焦300mm）及水冷机，构成了设备实现粉末熔化沉积成形的能量源。双温型水冷机###路对激光器制冷###路###路即激光熔覆头冷却。 ###路送粉系###路送粉器、混粉模块、分粉器及喷嘴组成，送粉量偏差≤±2%，混合效果好，是设备成形、高通量/梯度材料制备的核心部件。 气体净化系统：由密封箱体、F9过滤装置、净化柱及风机等组成，实现内循环净化功能。整体气密性高，设备从400Pa降至300Pa≥20min；惰性气氛好，稳定维持设备氧含量≤50ppm，避免活性材料制备时被氧化。 除尘系统：由F9过滤装置、风机及配套控制组成，具有除烟除尘功能。在试件制备过程中，持续循环清楚烟尘，减少烟尘在设备内部附着堆积，降低设备维护风险。 控制系统：采用台达NC300数控系统，集中控制激光器系统、冷水机组、机床数控系统、气体净化除尘系统、送粉系统、温度控制系统、实时监控系统、安全报警系统等。人机交互界面为全中文界面，实现整机行程位置、打印速度，舱内压力，温度、氧含量、水含量的直接读数与参数控制，安全互锁。打印速度、送粉速度等打印参数可调，系统可以通过I/O点，接入保护气气流量箱体、温度、压力等加工关键参数监视信号。 配套系统： 3.  主要用途：LDM400基于激光化沉积成形原理，可实现2/3/4种材料不同配比的高通量/梯度材料试件制备，也可实现单一材料或单一配比样件的成形与修复，适用于锌合金、钛合金、钴基合金、高熵合金、镍基合金、铁基合金、模具钢、不锈钢、低合金钢等材料，集材料研发与样件试制于一体，性能稳定、安全可靠。 4.  技术优势： ① 具有多个监测模块：设备实时状态监控、同轴相机熔池监控、同轴熔池测温闭环控制等，保证成形过程的连续稳定。 ② 具有多个功能模块：同轴熔池温度闭环控制模块、A轴旋转模块、预热模块、超声能量场辅助模块、磁场辅助成形模块。 ③ 具有层厚自动补偿功能，保证成形过程连续稳定。 ④ 可拓展激光送丝成形系统，满足多元化材料及工艺研发需求。 5.  场地要求： 设备用电要求 （1）三相交流，380V ±10％，50Hz±1%。 设备用气要求 （1）氩气：氩气6瓶，纯度>********%（用于快速洗气）。 （2）混合气：2瓶（5-10%p和90-95%Ar），用于净化柱再生。 设备摆放场地要求 （1）场地空间（长*宽*高）≥5m×4m×3m，厂房门（宽*高）≥********×********。 （2）地面承载≥300kg/㎡。 （3）设备摆放远离震源。 设备环境要求 （1）环境温度：5～35℃，相对湿度：≤85％ （2）厂房保持干燥通风，具有换气排风系统。     （五） 厂商五：美国Op****公司      美国Op****公司生产的LENS-450设备具有多材料复合成型功能，可以同时混合多种成分的粉末，利用高能激光束熔化成型，得到特定成分或成分梯度变化的复合材料。    但是，基于LENS成型的样品具有成型精度差、材料利用率低和孔隙率高等缺陷，并且设备费用昂贵，这些因素制约了LENS技术在材料高通量制备领域的广泛应用。     

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