第十五届全运会主火炬塔震撼的背后也有3D打印助力,工业级3D打印铸就辉煌_深圳国际3d打印展

广州奥体中心11月9日晚灯火璀璨，随着最后一棒火炬手将圣火引入主火炬塔，第十五届全运会开幕式中高达16.5米的巨型主火炬塔“逐梦之光”准时点亮。巨型主火炬塔是由自由三维团队以3D打印技术全程参与设计、制造、安装的。从8月10日启动打样到10月15日完成最终安装，67个日夜，1600小时的连续奋战，自由三维用工业级3D打印铸就辉煌!

此类异形大型雕塑在传统工艺下，需分段铸造、人工焊接，不仅周期长(一般需要3-5个月)，曲面精度与结构一致性很难保证。自由三维的3D打印技术，恰好能破解这一难题。

项目启动的时候，设计团队便面临第一个难题就是如何将“流动的湾区”“绽放的木棉”转化为可打印的3D模型?

自由三维组建“设计-工程”联合小组，针对直接按艺术造型打印，可能导致结构失稳或材料浪费，采用“逆向优化法”：

拓扑优化：

通过有限元分析(FEA)软件，模拟不同部位的受力情况，将非承重区域的冗余结构简化，保留美学特征的同时减轻30%重量;

分层打印策略：

将立柱分为7段、圆盘分为3段，每段预设“拼接槽口”与“加强筋位”，既保证整体强度，又降低单段打印难度;

材料适配测试：

针对ABS材料的收缩率(约0.8%-1.2%)，在设计阶段预留0.5mm/米的补偿量，避免打印后变形。

定稿模型8月9日通过组委会审核，一场“毫米级精度”的制造战役正式打响。

工业级3D打印有哪些打印方式?

工业级3D打印(又称增材制造)已超越原型制造，成为直接生产最终用途零件的关键技术。工业级3D打印方式的选择取决于材料(塑料、金属、陶瓷)、零件性能要求(强度、精度)、生产批量及成本效益的综合考量。

粉末床熔融(PBF)：这是目前应用最广的金属3D打印技术。包括选择性激光熔融(SLM)​ 和电子束熔融(EBM)。它使用激光或电子束作为热源，在铺平的金属或塑料粉末床上选择性熔化截面轮廓，逐层堆积，制造出致密度接近100%的高性能零件。适用于航空航天、医疗领域的复杂金属构件(如发动机叶片、骨科植入物)。

光聚合(Vat Polymerization)：

以立体光刻(SLA)​ 和数字光处理(DLP)​ 为代表。利用紫外线激光或投影仪选择性照射液态光敏树脂槽面，使其逐层固化。优点是精度高、表面质量好，适用于手板模型、牙科修复和精密铸造用熔模。

材料挤出(Material Extrusion)：

最典型的是熔融沉积成型(FDM)，使用塑料丝材加热挤出;工业级代表是熔丝制造(FFF)，可使用工程塑料、碳纤维复合材料等。成本较低，适用于功能原型、工装夹具和某些非承重最终零件。

粘结剂喷射(Binder Jetting)：

一个打印头在铺平的粉末(金属、砂子、陶瓷)上喷射粘结剂，将粉末区域粘合成型。金属和陶瓷件需后续烧结。优势是打印速度快、成本相对较低，适用于批量制造砂铸模、全彩模型和某些金属零件。

定向能沉积(DED)：

通过喷嘴将金属粉末或丝材送入熔池，同时高能束(激光/电子束/电弧)将其熔化，在基材上沉积成型。擅长修复受损部件、在现有零件上添加特征及制造大尺寸金属构件。

来源：广州光亚法兰克福展览有限公司