第359章 新的技术瓶颈（中秋节快乐）

    工业锂电池方向很多，比如聚合物锂电池、储能锂电池、锂离子电池、磷酸铁锂电池等。

    像西BAN牙Graphenano公司宣称研制出石墨烯聚合物电池，比能量为497Wh/kg，是星海集团三元锂电池的两倍；

    还有其他类电池，能量密度都非常高，只不过难以实现批量生产。

    不过，以上这些都是普通电池，对沐阳来说，还谈不上黑科技。

    但也是沐阳未来两三年内要研发的方向，可以把高能量密度电池应用在飞行设备上，比如飞行汽车或无人机等。

    目前已经有机构研究核能电池，只不过还处于实验阶段，是否出实验品，沐阳也不得知。

    现在沐阳不想接触核能电池，估计研究了也难有成果，等系统7级后再看看。

    公司的三元锂电池还可以深挖研究，但沐阳想暂停一下，让电池项目组先消化掉他买的三元锂电池技术再说。

    因此，电池研究先告一段落。

    沐阳准备研究的技术方向，心中已经定了下来，那就是增材技术，俗称3D打印、快速原型制造、实体自由制造。

    这是融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。

    相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上“通过材料累加的制造方法，从无到有。

    何为“自上而上”？

    这跟建房子一样，只能从底部开始建设，一层一层往上垫。

    这个增材技术早就有应用了，比如石膏像、高分子材料等冷加工材料增材。

    但最难的，莫过于金属材料增材了！

    因为必须要融化金属，温度非常高，不同材料的融合温度不一样，未来几年，用得最多的材料还是钛合金添材。

    这个3D打印的技术牛比，主要是应用在制造复杂材料上，常规加工方法做不出来，才产生了这个3D打印。

    比如，设计一个空心的金属球，用机械加工的办法能不能做出来？

    不行！

    设备是没法施工，因为最终还是需要封口。

    机加工是属于“减材”，即去除材料加工技术，用刀具削去材料。

    这就有点像我们吃西瓜一样，不切开西瓜，有没有办法把里面的瓜肉给取出来？就只留一个西瓜皮？

    一般办法就是钻一个小孔，然后把西瓜肉吸出来。

    但金属怎么样吸？

    吸不了！

    这又不是魔法制造。

    而且，钻了一个孔，它已经不是一个整体了。

    如果使用制造的方法，那就是先加工两个空心半球，然后使用焊接的方法焊起来。

    这个是最常规的加工办法，但它会产生什么问题？

    比如：焊接内部不圆滑，容易出现缺陷，焊接会有变形，焊接成本高，焊接内应力等等问题。

    还有铸造、摩擦焊等，都不能实现内部无缺陷。

    常规的制造方法，都不能完美无缺制造出一个空心金属球。

    但是，如果使用金属增材技术，那就可以实现。

    这就跟建造房子一样，一点一点地增加材料，把它给“填满”。

    相比传统的去材料加工方法，它属于“增材”，这个空心球有多重，它就需要多少材料，没有什么加工余料，材料利用率达到100%。

    但它有三个最大的问题。

    第一是增材效率低，工作时间长；

    第二是分层厚度问题，目前在向0.01mm发展，如果一层厚度过度，那精度和表面粗糙度就很差；

    第三就是塑性和韧性差，比如用来加工轴，那它就不行！

    可以加工出来，但加工出来的轴的韧性差，很容易断！

    所以，重要的轴都是锻造出来的，而不是铸出来的！

    3D打印其实就是铸的形式，只是说常规的铸是灌浇，把熔化的材料直接倒进模型里，而3D金属打印，量比较小。

    沐阳觉得他没法解决这个缺少问题，所以他一直都不想研究这个技术，但他知道，未来肯定要用到，缺少它还真不行！

    为了轻型化，可以利用增材制造的一个关键优势：可以生产复杂部件的能力。

    比如飞行汽车，除了从选材上解决，还可以从复杂的结构设计中解决问题，从常规制造方法就没法解决。

    从另外一方面来说，最终部件或子组件的装配是制造过程中的常规部分，需要额外的时间、设备、人力和质量控制，装配点可能会产生问题。装配点通过紧固件增加了额外的重量，从而导致在消耗燃料的应用中的运营成本增加。

    装配点还是常见的故障点，如果连接点被削弱，则可能会导致不良风险或停机。由于这些原因，寻找创新且有效的方法来消除或减少装配件可以为众多领域带来益处。

    增材制造所擅长制造的复杂部件的其中一个分支，是整合装配件和一体式设计。增材制造让部件可以在设计阶段进行连接，并在生产中无缝整合。

    这意味着减少了对紧固件的需求，并减少了生产的部件总数，相应地减轻整配重量。

    沐阳打开阅读系统。

    【阅读系统】

    【6级：42.3Y/100Y】（当前经验/升级经验）

    未加经验：122250.5W

    可提现金额：915220000元

    沐阳

    22岁

    高等数学：7级（2Y/20Y）+

    离散数学：6级（8000W/2Y）+

    数学分析：7级（2Y/20Y）+

    复变函数：6级（6000W/2Y）+

    解析几何：7级（2.2Y/20Y）+

    拓扑结构：7级（3.2Y/20Y）+

    ……

    沐阳在数学上的造诣极高，其次是制造方面的知识点。

    可提现金额还有9亿多，沐阳每隔段时间就提现出来，进入海外账户。

    系统说可以通过一些特殊手段解决他的担忧，那肯定是没问题。

    还有12亿经验，看似很多，其实也没多少，要花的话，一会儿就用光了，仅可以升级6个7级学科，或者用来解决几个数学猜想。

    想把阅读系统升到7级，至少要一年半时间。

    先搞起基础的增材技术，为今后打下牢固的基础。

    星海集团擅长等离子焊、激光焊接技术领域，再研究增材技术就是本领域更高层次的技术。

    他要研究的增材技术，就是以激光束、电子束、等离子或离子束为热源，加热材料使之结合、直接制造零件，称为高能束流快速制造，是增材制造领域的重要分支，在工业领域最为常见。

    在航空航天工业的增材制造技术领域，金属、非金属或金属基复合材料的高能束流快速制造是当前发展最快的研究方向。

    航空是发展最快的金属增材应用领域，就是因为它能减轻化制造的特点。

    目前金属增材技术的市场规模在10亿美金左右，看似不大，主要还是因为效率低，还有精度问题。

    如果沐阳能够解决这两个问题，价格相关不大情况下，市场规模增十倍都不止。

    沐阳在成就点商店搜索金属增材相关技术，刹那间，就看到几十种金属增材相关技术。

    一一翻看技术介绍，

    一个小时后，找到合适星海集团发展的一项技术。

    ★一种新型金属增材激光增材制造技术LDM01★

    【技术介绍：LDM（Laser Deposition Melting）技术是快速成形技术和激光熔覆技术的有机结合，是以金属粉末为原材料，以高能束的激光作为热源，根据成形零件CAD模型分层切片信息规划的扫描路径，将送给的金属粉末进行逐层熔化、快速凝固、逐层沉积，从而实现整个金属零件的直接制造。

    它具有以下优点：成形尺寸不受限制，可实现大尺寸零件的制造；零件无宏观偏析，组织细小、致密，力学性能达到锻件水平；激光束能量密度高，可实现难熔、难加工材料的近净成形……】

    【LDM01，世界顶尖水平，领先当前实验室最先进技术约4-8年，需求成就点：100】

    ■学科要求：编程C++:6级、编程C语言:6级、制造操作系统：7级……■

    弄清楚这个后，沐阳就决定买这个技术。

    一百点成就点真的肉疼，以目前的市场情况来看，看在这上面赚大钱不太可能，这也是他一直不敢买的原因。

    但偏偏这个增材技术能够解决沐阳的问题，不得不搞。

    把尚未满足要求的学科升级，然后确认购买！

    吸收！

    刹那间，他脑子一片温热，有许多关于LDM技术的原理、设备结构、功能……融入他的记忆大海，一直持续了将近十分钟！

    结束之后，沐阳发现，他对激光器及光路系统、水冷机及冷却系统、数控机床系统、送粉器及送粉系统、惰性气体保护系统、激光熔化沉积腔及工艺监控系统等知识更加了解。

    设备不多，关键设备是激光器和数控机床！

    吸收完知识之后，沐阳才发现，以星海集团的技术，还真制造不出满足这个LDM01技术的数控机床。

    星海集团没有制造数控机床的经验和技术。

    是不是可以买？

    不行！

    这是因为星海集团买不到高精度的数控机床！

    就算买到关键零部件，也难移栽到沐阳要求的数控机床，必须自研或者与机床制造厂合作。

    LDM01技术的增材精度要达到0.01mm以下，那么相应地要求它的运动轨迹很苛刻，即相应地要求数控机床的加工精度。

    影响加工精度（尺寸、形状和位置精度）最大的因素有很多，比如机床误差、加工原理误差、工件内部的残余应力、夹具和刀具的制造误差和磨损、工艺系统等。

    最难解决的，机床误差是其一，表现为重复定位精度。

    搞机床太麻烦了，那是不是可以用机器人代替操作数控机床的轨迹？

    如果是一般增材技术要求，对精度要求不高，用机器人当然能够解决。

    机器人的重复定位精度，大概是正负0.05mm(5丝)，好一些可以达到正负0.02mm，目前市场上的机器人操控是达不到LDM01的要求。

    同样的，看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度！（丝杆是有回程间隙的，来回重复移动就产生误差）

    一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm，就是一台高精度机床；

    在0.005mm以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。

    加工中心加工典型件的尺寸精度和形位精度为例对比国内外的水平，国内大致为0.008～0.010mm，而国际先进水平（瑞德岛国漂亮国）为0.002～0.003mm。

    实际上，在这个年代，我国的加工中心能够达到0.05mm就非常不错了，可以算得上加工精度高的数控机床了。

    一般加工要求根本没有那么高，能够达到0.05mm就基本满足要求了。

    当然，想搞工业母机（超高精度数控机床），精度越高越好。

    如果星海集团能够解决0.005mm的重复定位精度问题，也能满足他购买的增材设备要求，同时也差不多具备制造工业母机的基础。

    是差不多，如果想搞赢国际竞争对手，

    并不是说解决了重复定位精度就能搞工业母机，只是说具备条件了，要搞工业母机，需要解决的技术太多了，比如材料、高温耐磨技术、去应力技术等等。

    数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一具脉冲当量，一般为0.001mm。

    说到底，除了脉冲电动机（也称为步进电动机）之外，轴承和丝杆等机械机构也要达到要求。

    “W靠，要搞增材制造技术，就得先解决数控机床问题；

    要解决数控机床问题，就得先搞脉冲电动机、轴承和丝杆问题！”

    沐阳梳理清思路，如果搞定脉冲电动机、轴承和丝杆技术问题，也差不多达到工业母机级别的数控机床。

    在未来，工业母机也是沐阳的梦想计划的一环。

    所以，现在搞脉冲电动机、轴承和丝杆，不算瞎搞，算是为工业母机打基础。

    接下来，沐阳又花了60点成就点购买脉冲电动机、轴承和丝杆的制造技术，再花100成就点购买数控机床的技术。

    这一下子，又花去了160点成就点，今天一共花了260点成就点！

    真肉疼！

    总成就点只剩下606.5点了，说不定还要花不少才能解决数控机床的问题。

    不太关键的技术问题，沐阳打算自己搞定。

    拥有世界第一技术的脉冲电动机、轴承和丝杆，还有世界第一技术的数控机床，一年内想造出世界第一水平的数控机床，那是不可能的。

    世界第一水平的数控机床，已经达到工业母机的要求。

    但光有技术，有很多基础技术却达不到要求，也是造不出来。

    不过，弄出来世界一流的数控机床是没问题的。

    并不是说制造工业母机比造车复杂，汽车零部件的数量可比一般数控机床还多呢！

    而是工业母机的每一项技术要求都非常苛刻，涉及太多星海集团没有的技术，太耗费时间和精力了。

    但沐阳暂时不想花太多时间在数控机床上，在未来一两年内，世界一流数控机床已经满足星海集团的要求。

    如果沐阳一年前花一百成就点砸在金属增材技术上，那还真白花成就点了。

    他也没想到，搞金属增材技术这么折腾。

    本章节内容很硬核，新一项新技术的开始，都是这样，没法，这也是本书的特色。老农已经写得很简单了，再简单我真不知道如何写了。

    其它的知识点，大家只能去搜索看了。

    工业母机的知识，可能会有漏洞，如果是这一行业的，看到漏洞后可以提出来，我立刻修改。

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