第356章 新的技術瓶頸

工業鋰電池方向很多,比如聚合物鋰電池、儲能鋰電池、鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池等。

像西BAN牙Graphenano公司宣稱研制出石墨烯聚合物電池,比能量為497Wh/kg,是星海集團三元鋰電池的兩倍;

還有其他類電池,能量密度都非常高,只不過難以實現批量生產。

不過,以上這些都是普通電池,對沐陽來說,還談不上黑科技。

但也是沐陽未來兩三年內要研發的方向,可以把高能量密度電池應用在飛行設備上,比如飛行汽車或無人機等。

目前已經有機構研究核能電池,只不過還處於實驗階段,是否出實驗品,沐陽也不得知。

現在沐陽不想接觸核能電池,估計研究了也難有成果,等系統7級後再看看。

公司的三元鋰電池還可以深挖研究,但沐陽想暫停一下,讓電池項目組先消化掉他買的三元鋰電池技術再說。

因此,電池研究先告一段落。

沐陽準備研究的技術方向,心中已經定了下來,那就是增材技術,俗稱3D打印、快速原型制造、實體自由制造。

這是融合了計算機輔助設計、材料加工與成型技術、以數字模型文件為基礎,通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料,按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積,制造出實體物品的制造技術。

相對於傳統的、對原材料去除、切削、組裝的加工模式不同,是一種“自下而上“通過材料累加的制造方法,從無到有。

何為“自上而上”?

這跟建房子一樣,只能從底部開始建設,一層一層往上墊。

這個增材技術早就有應用了,比如石膏像、高分子材料等冷加工材料增材。

但最難的,莫過於金屬材料增材了!

因為必須要融化金屬,溫度非常高,不同材料的融合溫度不一樣,未來幾年,用得最多的材料還是鈦合金添材。

這個3D打印的技術牛比,主要是應用在制造復雜材料上,常規加工方法做不出來,才產生了這個3D打印。

比如,設計一個空心的金屬球,用機械加工的辦法能不能做出來?

不行!

設備是沒法施工,因為最終還是需要封口。

機加工是屬於“減材”,即去除材料加工技術,用刀具削去材料。

這就有點像我們吃西瓜一樣,不切開西瓜,有沒有辦法把裏面的瓜肉給取出來?就只留一個西瓜皮?

一般辦法就是鉆一個小孔,然後把西瓜肉吸出來。

但金屬怎麽樣吸?

吸不了!

這又不是魔法制造。

而且,鉆了一個孔,它已經不是一個整體了。

如果使用制造的方法,那就是先加工兩個空心半球,然後使用焊接的方法焊起來。

這個是最常規的加工辦法,但它會產生什麽問題?

比如:焊接內部不圓滑,容易出現缺陷,焊接會有變形,焊接成本高,焊接內應力等等問題。

還有鑄造、磨擦焊等,都不能實現內部無缺陷。

常規的制造方法,都不能完美無缺制造出一個空心金屬球。

但是,如果使用金屬增材技術,那就可以實現。

這就跟建造房子一樣,一點一點地增加材料,把它給“填滿”。

相比傳統的去材料加工方法,它屬於“增材”,這個空心球有多重,它就需要多少材料,沒有什麽加工余料,材料利用率達到100%。

但它有三個最大的問題。

第一是增材效率低,工作時間長;

第二是分層厚度問題,目前在向0.01mm發展,如果一層厚度過度,那精度和表面粗糙度就很差;

第三就是塑性和韌性差,比如用來加工軸,那它就不行!

可以加工出來,但加工出來的軸的韌性差,很容易斷!

所以,重要的軸都是鍛造出來的,而不是鑄出來的!

3D打印其實就是鑄的形式,只是說常規的鑄是灌澆,把熔化的材料直接倒進模型裏,而3D金屬打印,量比較小。

沐陽覺得他沒法解決這個缺少問題,所以他一直都不想研究這個技術,但他知道,未來肯定要用到,缺少它還真不行!

為了輕型化,可以利用增材制造的一個關鍵優勢:可以生產復雜部件的能力。

比如飛行汽車,除了從選材上解決,還可以從復雜的結構設計中解決問題,從常規制造方法就沒法解決。

從另外一方面來說,最終部件或子組件的裝配是制造過程中的常規部分,需要額外的時間、設備、人力和質量控制,裝配點可能會產生問題。裝配點通過緊固件增加了額外的重量,從而導致在消耗燃料的應用中的運營成本增加。