南極熊導讀:這個低成本的SLS 3D印表機和 農林廢棄物生物質增材製造複合材料項目,在路演的時候,有專家表示,一旦成型件的性能達標,「這個有多少臺我都要,我可以一次性給你下5臺、10臺3D印表機的購買訂單」。
河北英曼卡科技有限公司副總經理、研發總監孟德宇先生介紹了農林廢棄物經過加工變身3D列印材料——生物質增材製造複合材料,並使之產業化,既解決了3D列印原材料的成本,又為農林廢棄物找到了更合適的「歸宿」。
2018年11月27-28日,2018增材製造全球創新大賽經過激烈地比拼,36個入圍路演複評的項目中,15個具有創新性、市場發展前景的增材製造項目獲得了評審專家們的青睞,贏得了終評的入場券。南極熊看到,來自河北英曼卡的「農林廢棄物生物質增材製造複合材料產業化」獲得了好成績。
河北英曼卡使用sls雷射燒結技術,生物質增材製造複合材料,3D列印的鞋中底
鞋中底的柔性還不錯
鞋底局部細節,我們看到3D列印的痕跡
下面是現場速記,南極熊希望可以很好還原其項目路演過程。
主持人:下面是農林廢棄物生物質增材製造複合材料產業化,有請孟德宇先生進行項目展示。
孟德宇:各位專家各位同仁好!
我的項目是農林廢棄物生物質增材製造複合材料產業化。我的介紹非常簡單,只有兩部分,一部分是我們是誰?一部分我們做什麼?
我們是今天一天報告聽下來,為數不多跟清華大學沒有什麼關係的團隊,我們是河北英曼卡科技有限公司,成立不到一年,座落在河北承德,在承德這塊做增材製造產業園形式,集材料設備研發加工服務的功能。
項目負責人是東北林業大學郭豔玲教授,我們團隊進行生物制複合材料研究十餘年,郭豔玲教授作為團隊組建人,組建了東北林業大學項目研發團隊,河北英曼卡項目核心從東北林業大學我的師兄弟和東北林業大學老師組成的,同時引進了專業負責運營和管理的人員。
在哈爾濱經過這麼長一旦時間研究也獲得了很多的豐厚成果,包括我們獲得了一些國家省級的獎項,獲得了幾十項生物質材料和設備相關的專利,國家政策的支持。我們在哈爾濱有資源部陸部長、科技部萬鋼部長、教育部、工信部相關領導的關懷和支持,還有省內省外全國新聞媒體給我們的報導。
項目經過黑龍江技術委員會的認定,給了我們高度評價,項目整體水平達到國際先進,部分項目水平達到了國際領先。
我們在做什麼?
把題目分解,首先是農林廢棄物現在存在一個什麼問題,處置非常困難,農林廢棄物主要指秸稈、稻殼、木屑,用什麼樣的組織方式呢?就地掩埋和焚燒的方式,帶來了資源浪費和環境汙染,以秸稈為例,秸稈燃燒還要造成火災隱患,秸稈問題上升到政治高度,政府和人民的矛盾了,標語非常嚴厲。對於農民說,你把秸稈放在地裡,你不讓農民燒,他也沒有什麼辦法,這是很困難的事情,這僅僅是秸稈,還有木屑和農林廢棄物需要有一些處置困難的問題。
現在是增材製造複合材料,我們講3D列印材料有一個什麼問題呢?價格非常高,尤其是現在用的雷射燒結技術SLS技術,PC、尼龍有些材料甚至達到十幾塊錢一克,FDM為什麼推廣這麼快,材料非常便宜,做到幾毛錢一克,我們做出3D列印以後不要論克去賣,材料價格限制了行業發展,行業發展不光因為材料價格的問題,但是在雷射燒結領域,材料價格已經成為它發展的瓶頸。
針對農林廢棄物和增材製造價格高企的問題,發明新材料,我們這個材料是被國內外媒體譽為第四種3D列印材料,和金屬材料、高分子材料是不同的。傳統材料無論是塑料、尼龍這種形式,都是通過礦產開採,包括化工廠的運作需要消耗能源的,我們材料是節能環保的特性,木材、秸稈等進行工藝上的研究,包括列印工藝和材料配比、後處理的研究列印出成品。
傳統材料,比如說PS有很多的性能上優越性,包括我們現在講的測試件,通過測試件測試拉伸、彎曲、衝擊,跟傳統PS也好還是PP、PA,有很大的價格上的優勢,因為生物質這個材料,我們在承德收的木粉相當於免費買入材料,我們列印的東西具有木質特殊的質感。
產業化。對於我們團隊來說,我們材料、工藝包括設備的研究,最重要做就是產業化,材料它很便宜,性能也好,用到什麼地方?像傳統一些3D列印,雷射燒結的形式,比如說做熔模鑄造,包括紅木木質工藝品,包括上色的工藝品,這些我們都已經有了非常成熟的應用,現在每一項都是我們有的很穩定的應用,已經是一個很成熟的情況。
現在在進行材料推廣的時候也進行了設備研發,整個材料和設備進行配套推廣,因為針對於材料特性,跟傳統雷射燒結形式來講,可能需要雷射功率和其他的形式不需要那麼高,我們的設備做到價格非常低,我們的設備做到十萬級,這是雷射燒結的形式很難達到的價格,雷射燒結3D列印形式推廣,打破了推廣價格上的瓶頸。
河北英曼卡使用sls雷射燒結技術,生物質增材製造複合材料,3D列印的樣件
現在在做產業化過程當中,建了生產車間、設備和材料研發廠房,現在在做的將我們的材料進行一個更大範圍的應用方面的推廣,今天我帶了一個鞋,這是我們做一個3D列印鞋,這裡面由麻杆材料和tpu做成鞋中底,面不是我們做的,面是中國皮革研究院做的,我們現在想把材料尋找一個新的應用方向進行一個全新的推廣。針對鞋這一塊有一個非常大的市場,因為人人都穿鞋,現在講光腳不怕穿鞋的,沒有人光腳走,考慮到生物質材料特性,把它加入到鞋底當中,讓鞋有一個彎折標準,配合材料進行設備,包括後處理工藝一整套推廣。
我們的願景;研發改進生物質材料,配合研發設備對於生物質材料進行產業化推廣。通過使用農林廢棄物形式,改善農林廢棄物利用率低的現象,希望通過我們的努力改變國內雷射燒結,尤其是雷射燒結3D列印市場的情況。
主持人:感謝孟德宇先生精彩演講,下面有請河北英曼卡科技有限公司創始人郭豔玲女士上臺。
吉果:這個材料的密度多大?比如說在鞋上面的應用,在鞋上面做的高分子材料相比的話,性能方面是什麼樣的?
郭豔玲:植物纖維是起增強作用,小時候土坯上面放幾把稻草,對強度增強,到底加多少合適,其實我們還在試。因為鞋這塊我們剛開始做,原來一直做其他看起來像(鉬)一樣,這個比例很小用的很少。
侯傑:我很簡單一句話如果這個技術當然沒有考慮任何方向,那是比我更偉大的人考慮的事情,這件事情出發點是這樣的。
郭豔玲:都是我們自己打的。
侯傑:這個材料不要跟PP比,跟ABS比,隨便找一個ABS塑料,如果比ABS功能有接近,不要超越,85%接近ABS,您這個機器有多少臺我要。有的時候不需要把市場、材料看一遍,不需要把速度和精度提高到無比偉大的市場,在3D列印任何一家上市公司無論在美國都沒有這種需求。相對來說我看到材料成本分析,現在來說進口不談國產,也不會拿您的材料去比較,如果用SLS方式,您的粉末材料只要接近ABS的性能,我今天可以說這個技術一定會有產業化基礎的,絕對有,無論在任何地方,不一定在河北。您是做了一個降維的競爭,SLS的成本決定熱源最後這個成本沒有辦法做到更低價格以下,但是它的確實速度快,這個材料類似如果能做到不ABS性能強,這樣的表面質量沒有騙人的,我今天可以說這個機器一定最終帶來的市場應用層面,普通類似於ABS材料的驗證,我今天可以說,您這個設備最後經得起檢驗,您可以讓學生到我公司來,我一次給你5臺、10臺的訂單。
郭豔玲:我們這個材料和SLS常用的材料做比較,沒跟ABS比較,我們和PA、尼龍、PS、PP進行了比較,剛才列的表和PS比的,PS賣120,尼龍賣500、600,尼龍強度比我們強,PE的強度比我們強,我們和PS比,PS賣120,所有性能全部都比它強,變形也小強度也強。我搞材料時間比較長,我不太擅長做推廣,也覺得這個市場挺好,因為特別便宜,現在這種批量是它的1/2,我們賣60塊錢,一年賣幾十萬,但是這是在實驗室出產的,量有限,我也沒有怎麼敢推廣。
工業上SLS這個機器,國產佔有率大概有600臺,國產最早就是隆源,隆源這麼多年也就買100多臺,這個市場有限,從這個角度講,只有設備多了,設備便宜了,材料才可以推廣好,這樣才做設備,設備做了兩年多了,我們這個團隊都是哈工大的過來的,我原來做數控的,我們做這個設備的,2018年1月份哈爾濱有一個(韓博會)我們第一次亮相,這些年一直在測試,第三款出來了,這個我們很滿意,現在想做小批量。材料方面,量有限,河北英曼卡既是一個生產中心,又是一個銷售平臺,我們合伙人資本比較雄厚,是這樣合作的。
侯傑:就是做粉末?
郭豔玲:對,粉末沒有別人家做,只有我們做。
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