CN110901063A - 一种靶向诱导与定向能复合三维成形装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种靶向诱导与定向能复合三维成形装置，包括刚性框架，刚性框架上设有成形槽，成形槽内设有升降平台，升降平台顶部设有边缘与成形槽内壁滑动密封配合的成形基板，升降平台可驱动成形基板在成形槽内上下移动并定位；刚性框架上设有直线模组，直线模组移动平台上依次设有液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件，直线模组可驱动上述组件在成形槽开口上方平移。本发明的靶向诱导与定向能复合三维成形装置及方法，采用定向能精确照射液体/粉末材料界面的待固化区域，采用诱导剂约束定向能在待固化区域的能量行为，不仅固化成形效果好，而且材料利用率高、能量利用率高，可在多种类型的三维打印机中推广应用。

Description

一种靶向诱导与定向能复合三维成形装置及方法
技术领域
本发明涉及一种三维打印领域，尤其是一种靶向诱导与定向能复合三维成形装置及方法。
背景技术
先进制造技术的快速发展，正在推动基于定向能扫描装置的三维打印装备向传统制造领域全面渗透。根据成形方法的不同，三维打印装备主要分为：熔融沉积成形(FDM)、聚合物喷射成形(PolyJet)、激光立体光固化成形(SLA)、激光选区熔融成形(SLM)、激光选区烧结成形(SLS)、电子束直接成形(EBDM)等类型，它们普遍具有相似的“逐层堆积”立体成形过程，即通过熔融挤出头、微喷嘴阵列定向沉积方式，或通过激光、电子束定向扫描液体/粉末界面方式，生成平面形状精确可控的片状固化物，并通过片状固化物逐层堆积与层间粘合机制实现三维立体成形。其中，激光能量形态的定向能扫描装置以其速度快、成形分辨率高等固有特性，使得SLA、SLS、SLM等三维打印装备的应用优势越来越凸显，并已在个性化穿戴、医疗、航空航天等领域得到了批量应用。
蓬勃发展的行业应用亦对三维打印机的实用性提出了更严苛要求，尤其是使用成本方面仍需大幅优化；其原因很大程度上源于现有SLA、SLS、SLM三维打印机，其生成片状固化物的过程唯一依赖于激光束对材料界面定向扫描，以实现区域选择固化；然而激光束照射到液体/粉末界面时，激光能量对材料界面的作用机制却包含吸收、反射、传导扩散等多种过程。材料界面对激光能量的吸收效应被直接用于激光束照射区域的固化成形，而反射与向非扫描区域的传导扩散效应则严重干扰了片状固化物的生成过程；其中材料界面对入射激光束的反射直接削弱了激光能量利用率，使得三维打印机实际所用激光器的功率与成本大幅增加，同时也限制了对特定波长激光高反射率的材料的应用；而激光能量向光斑照射(非扫描)区域外部传导扩散，不仅会降低三维打印精度及表面质量，还会降低对未成形区域液体/粉末材料的回收利用率。这意味着：虽然激光束作为定向能发射方式之一，其自身对材料界面具有优秀的区域选择能力，但其照射到液体/粉末材料界面的非单纯吸收能量机制却大幅削弱了三维打印机的综合性能。这使得优化定向能对液体/粉末材料界面的能量效率及约束性能，更精准、高效的生成片状固化物迫在眉睫。目前，在增材制造领域，针对进一步提升定向能扫描装置三维打印性能的迫切需求，尚缺少一种方案合理、材料适应性好、能量利用率高，并且能将固化反应有效约束在定向能扫描区域的三维成形方法。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种方案合理、材料适应性好、能量利用率高，并且能将固化反应有效约束在定向能扫描区域的靶向诱导与定向能复合三维成形装置及方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种靶向诱导与定向能复合三维成形装置，包括刚性框架，刚性框架上设有成形槽，成形槽内设有升降平台，升降平台顶部设有边缘与成形槽内壁滑动密封配合的成形基板，升降平台可驱动成形基板在成形槽内上下移动并定位；刚性框架上设有直线模组，直线模组移动平台上依次设有液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件，直线模组可驱动上述组件在成形槽开口上方平移。
直线模组移动期间，所述液体/粉末铺敷组件可将内部储藏的液体/粉末材料铺敷在成形基板上，所述诱导剂喷射组件可对成形基板指定区域喷射诱导剂，所述定向能扫描组件可对成形基板指定区域实施定向能量照射；所述成形控制器与所述升降平台、直线模组、液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件电连接。
开始三维成形前，成形控制器先发出关闭指令至液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件，以确保上述组件的材料铺敷功能、诱导剂喷射功能以及定向能扫描功能处于关闭状态；成形控制器发出位移指令至直线模组，以控制直线模组驱动液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件移动至成形槽侧面的扫描起始位置；成形控制器发出位移指令至升降平台以驱动成形基板上移，直至成形基板与成形槽口的高度差为单层固化物厚度；成形控制器发出首层固化图形数据至诱导剂喷射组件、定向能扫描组件；最后向液体/粉末铺敷组件中添加足量的液体/粉末材料，向诱导剂喷射组件中添加足量的诱导剂。
进行首层固化成形时，成形控制器发出位移指令至直线模组，以驱动液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件平稳前移；直线模组前移时，扫描控制器接收直线模组位置信号，以实时计算液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件以及定向能扫描组件相对成形基板的坐标位置；处于最前方的液体/粉末铺敷组件进入成形基板上方时，成形控制器发出铺敷指令，以控制液体/粉末铺敷组件向成形基板铺敷液体/粉末材料；液体/粉末铺敷组件的出料口与成型槽口齐平，使得所铺敷材料层厚为单层固化物厚度；液体/粉末铺敷组件脱离成形基板区域时，成形控制器关闭其功能；位于中部的诱导剂喷射组件进入成形基板上方时，成形控制器发出喷射指令以控制诱导剂喷射组件，向首层图形待固化区域的已铺敷材料界面喷射诱导剂；诱导剂喷射组件脱离成形基板区域时，成形控制器关闭其功能；当最后方的定向能扫描组件进入成形基板上方时，成形控制器发出扫描指令以控制向定向能扫描组件，对首层图形待固化区域已喷射诱导剂的材料界面实施扫描照射，使得待固化区域的液体/粉末材料固结生成片状固化物；定向能扫描组件脱离成形基板区域时，成形控制器关闭其功能，首层固化成形结束。
进行后续层固化成形时，成形控制器先发出位移指令至升降平台，控制升降平台驱动成形基板下降单层固化物厚度所对应高度；成形控制器发出位移指令至直线模组，以控制直线模组驱动液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件返回扫描起始位置；成形控制器发出当前层固化图形数据至诱导剂喷射组件、定向能扫描组件；成形控制器发出位移指令至直线模组，以驱动液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件平稳前移，液体/粉末铺敷组件重复和首层固化成形过程相同的铺敷动作，诱导剂喷射组件与定向能扫描组件则根据当前层固化图形数据，分别向待固化区域喷射诱导剂，并对待固化区域已喷射诱导剂的材料界面实施扫描照射，直至定向能扫描组件继续前移并脱离成形基板区域，当前层固化成形结束，所生成与当前层固化图形一致的片状固化物附着在上一层固化物表面；上述逐层固化成形过程反复进行，成形槽口液体/粉末材料薄层生成的片状固化物逐层累加，直至生成完整的三维成形体。
本发明的液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件其静态作用区域为线状，直线模组沿线状作用区域的垂直方向，驱动三个组件平移扫描以覆盖整个成形区域；本发明直线模组前移过程中，液体/粉末铺敷组件先铺敷液体/粉末材料薄层，诱导剂喷射组件再对刚铺敷的固化区域喷射诱导剂，定向能扫描组件最后对固化区域实施扫描固化；本发明液体/粉末材料在成形基板上铺敷后，所生成材料界面被诱导剂喷射处理以及定向能扫描固化的延时小，材料界面在外部环境的暴露时间短、变质少，可用于高活性材料的三维成形。
本发明的诱导剂喷射组件与定向能扫描组件，均可对成形基板上液体/粉末界面的选定区域实施精确的喷射与扫描处理，诱导剂喷射组件的喷射区域与定向能扫描组件的扫描区域，均由成形控制器所发送的固化图形数据确定；本发明诱导剂在液体/粉末材料界面上发挥的作用包括但不局限于：第一，提高被喷射区域材料界面对定向能照射的吸收率、降低反射；第二，改善已吸收能量在被喷射区域材料界面的横向、纵向传导效率；第三，阻碍已吸收能量从扫描区域向非扫描区域扩散；
本发明诱导剂提高定向能吸收率的作用，可提升三维成形速度、降低三维打印机设备成本，亦即同样功率的定向能扫描组件，在诱导剂作用下其作用至固化成形区域的有效功率更大，而同样的三维成形速度下，使用诱导剂时所需的定向能扫描组件功率更低；本发明诱导剂改善能量在材料界面横向、纵向传导效率的作用，增加三维成形体的层间结合强度以及组织均匀性，特别在当液体/粉末材料自身对定向能照射敏感度低的情况下；本发明诱导剂阻碍能量从扫描区域向非扫描区域扩散的作用，可提高逐层固化产物片状固化的边缘锐度，进而提升三维成形体的轮廓精度，同时也可减低成型后三维成形的表面处理难度、提升材料回收利用率。
本发明的靶向诱导与定向能复合三维成形装置及方法，采用定向能精确照射液体/粉末材料界面的待固化区域，采用诱导剂约束定向能在待固化区域的能量行为，不仅固化成形效果好，而且材料利用率高、能量利用率高，可在多种类型的三维打印机中推广应用。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是本发明的总体结构剖视图；
图3是液体/粉末铺敷组件、诱导剂喷射组件、定向能扫描组件的结构示意图；
图4是本发明实施例的首层固化示意图；
图5是本发明实施例的三维成形示意图；
图6是本发明实施例的控制信号连接图；
附图标记说明：刚性框架1，成形槽2，升降平台3，成形基板4，直线模组5，液体/粉末铺敷组件6，出料口61，液体/粉末薄层62，新的液体/粉末薄层63，诱导剂喷射组件7，喷嘴阵列71，局部待固化材料薄层72，新的局部待固化材料薄层73，定向能扫描组件8，扫描窗口81，局部片状固化物82，新一层局部片状固化物83，成形控制器100。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：
一种靶向诱导与定向能复合三维成形装置，如图1-3所示，刚性框架1上有成形槽2，成形槽2内有升降平台3，升降平台3顶部有成形基板4，成形基板4边缘与成形槽2内壁滑动密封配合，升降台3可驱动成形基板4在成形槽2内上下移动并定位；刚性框架1上有直线模组5，直线模组5移动平台上有液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8；直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8，在成形槽2开口上方平移，使得液体/粉末铺敷组件6可在成形基板4上铺敷液体/粉末材料薄层，诱导剂喷射组件7可对液体/粉末材料薄层的固化区域喷射诱导剂，定向能扫描组件8可对液体/粉末材料薄层的固化区域实施定向能扫描照射。
如图4，成形控制器100与升降平台3连接，成形控制器100与直线模组5连接，成形控制器100与液体/粉末铺敷组件6连接，成形控制器100与诱导剂喷射组件7连接，成形控制器100与定向能扫描组件8连接；成形控制器100发出电信号至升降平台3，以控制升降平台3：在首层固化时将成形基板4定位至成形槽2开口下单层固化物厚度对应位置，在每层固化结束后驱动成形基板4下降单层固化厚度所对应高度；成形控制器100发出电信号至直线模组5，以控制直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8在扫描起始位置与终止位置间往复运动；成形控制器100发出电信号至液体/粉末铺敷组件6，以控制液体/粉末铺敷组件6在成形基板4上方铺敷液体/粉末薄层；成形控制器100发出电信号至诱导剂喷射组件7，以控制诱导剂喷射组件7向待固化区域的液体/粉末材料薄层喷射诱导剂；成形控制器100发出电信号至定向能扫描组件8，以控制定向能扫描组件8向已喷射诱导剂的材料界面实施扫描照射。
一种靶向诱导与定向能复合三维成形方法，如图4，成形基板4上表面与成形槽2开口的高度差为单层固化物厚度，直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8，从扫描起始位置向前方平移；液体/粉末铺敷组件6底部有出料口61且与成形槽2侧壁齐平，成形基板4被出料口61扫过区域形成液体/粉末薄层62；诱导剂喷射组件7底部有喷嘴阵列71，液体/粉末薄层62被喷嘴阵列71扫过部分，形成被诱导剂覆盖液体/粉末薄层62的局部待固化材料薄层72；定向能扫描组件8底部有扫描窗口81，局部待固化材料薄层72被扫描窗口81扫过部分，生成局部片状固化物82；直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8，继续前移并到达扫描终止位置时，液体/粉末薄层62完全覆盖成形基板4上表面，局部待固化材料薄层72、局部片状固化物82先后扩展为完整的首层固化图形；
如图5，上一层光固化结束后，升降平台3驱动成形基板4下降单层固化厚度所对应高度，直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8返回扫描起始位置；直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8向扫描终止位置平移；出料口61扫过区域的上一层固化及未固化材料表面，形成新的液体/粉末薄层63；新的液体/粉末薄层63被喷嘴阵列71扫过部分，形成新的局部待固化材料薄层73；新的局部待固化材料薄层73被扫描窗口81扫过部分，生成与上一层固化物结合的新一层局部片状固化物83；直线模组5驱动液体/粉末铺敷组件6、诱导剂喷射组件7、定向能扫描组件8到达扫描终止位置时，液体/粉末薄层63完全覆盖上一层固化及未固化部分，局部待固化材料薄层73、局部片状固化物83亦先后扩展为完整固化图形；图3所示步骤反复进行，直至完整的三维形体固化完成。
本发明的定向能扫描组件可采用激光、电子束、微波等能量形式定向扫描照射液体/粉末材料界面，扫描照射方式可为单波束逐点扫描，亦可采用多波束阵列扫描；本发明液体/粉末材料界面对定向能波束的能量吸收率由诱导剂主要决定，无需将液体/粉末材料对定向能波束的能量吸收率，作为设计三维打印机的刚性约束条件；本发明液体/粉末材料与定向能的匹配种类远高于传统激光/电子束扫描三维打印机，可为新型高效率、低成本三维打印机提供更灵活的装备架构。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种靶向诱导与定向能复合三维成形装置，包括刚性框架(1)，刚性框架(1)上设有成形槽(2)，其特征是：成形槽(2)内设有升降平台(3)，升降平台(3)顶部设有边缘与成形槽(2)内壁滑动密封配合的成形基板(4)，升降平台(3)可驱动成形基板(4)在成形槽(2)内上下移动并定位；刚性框架(1)上设有直线模组(5)，直线模组(5)移动平台上依次设有液体/粉末铺敷组件(6)、诱导剂喷射组件(7)、定向能扫描组件(8)，直线模组(5)可驱动上述组件在成形槽(2)开口上方平移。
2.根据权利要求1所述的靶向诱导与定向能复合三维成形装置，其特征是：所述液体/粉末铺敷组件(6)底部设有出料口(61)且与成形槽(2)侧壁齐平，诱导剂喷射组件(7)底部设有喷嘴阵列(71)，定向能扫描组件(8)底部设有扫描窗口(81)。
3.根据权利要求1所述的靶向诱导与定向能复合三维成形装置，其特征是：成形控制器(100)分别与升降平台(3)、直线模组(5)、液体/粉末铺敷组件(6)、诱导剂喷射组件(7)、定向能扫描组件(8)连接。
4.一种利用权利要求1所述装置的靶向诱导与定向能复合三维成形方法，其特征是：
1)升降平台(3)带动成形基板(4)移动定位使其上表面与成形槽(2)开口的高度差为单层固化物厚度；
2)直线模组(5)驱动液体/粉末铺敷组件(6)、诱导剂喷射组件(7)、定向能扫描组件(8)从扫描起始位置向前方平移；液体/粉末铺敷组件(6)扫过成形基板(4)形成液体/粉末薄层(62)，诱导剂喷射组件(7)扫过液体/粉末薄层(62)形成局部待固化材料薄层(72)，定向能扫描组件(8)扫过局部待固化材料薄层(72)生成局部片状固化物(82)；直线模组(5)驱动液体/粉末铺敷组件(6)、诱导剂喷射组件(7)、定向能扫描组件(8)，继续前移并到达扫描终止位置时，液体/粉末薄层(62)完全覆盖成形基板(4)上表面，局部待固化材料薄层(72)、局部片状固化物(82)先后扩展为完整的首层固化图形；
3)上一层光固化结束后，升降平台(3)驱动成形基板(4)下降单层固化厚度所对应高度，直线模组(5)驱动液体/粉末铺敷组件(6)、诱导剂喷射组件(7)、定向能扫描组件(8)返回扫描起始位置；
4)重复步骤2)和3)，直至完整的三维形体固化完成。
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CN (1) CN110901063A (zh)

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103009630A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 株式会社其恩斯 三维成形设备
US20140255666A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-11 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Powder Bed Fusion Systems, Apparatus, and Processes for Multi-Material Part Production
CN104190931A (zh) * 2014-09-09 2014-12-10 华中科技大学 一种高效高精度复合増材制造方法及装置
CN104526836A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 南京工业大学 一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3d打印方法
CN104745894A (zh) * 2015-03-17 2015-07-01 江苏思莱姆智能科技有限公司 多相纳米陶瓷颗粒增强Al基复合材料及其激光3D打印成形方法
CN104859152A (zh) * 2015-05-25 2015-08-26 厦门达天电子科技有限公司 一种立体模型的成型设备及其成型方法
CN104908143A (zh) * 2015-03-23 2015-09-16 济南大学 一种激光烧结3d打印快速成型氧化铝粉末的制备
CN106111985A (zh) * 2015-05-07 2016-11-16 吴小平 群扫描激光选择性烧结或固化方法及其3d成型机
US20170232518A1 (en) * 2014-08-11 2017-08-17 Soochow University Synchronous powder-feeding space laser machining and three-dimensional forming method and device
CN107096924A (zh) * 2017-05-17 2017-08-29 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种可用于三维打印的球形金属基稀土纳米复合粉末的制备方法及产品
WO2017143789A1 (zh) * 2016-02-23 2017-08-31 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种激光增减材复合制造的方法与装置
CN107498045A (zh) * 2017-08-07 2017-12-22 华南理工大学 一种无铅环保高强黄铜合金的增材制造方法
CN107790628A (zh) * 2017-09-08 2018-03-13 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种吹气固化法3d打印铸造砂型的成形方法及装置
CN107812941A (zh) * 2017-10-20 2018-03-20 华中科技大学 一种激光増材制造铝合金的原位制备方法及其产品
CN107866569A (zh) * 2017-12-13 2018-04-03 甘肃机电职业技术学院 一种基于激光选区熔化技术制备纯铜工具电极的方法
CN108012421A (zh) * 2017-11-09 2018-05-08 建业科技电子（惠州）有限公司 控制独立孔孔径和独立线厚度制作方法
CN109514862A (zh) * 2018-01-02 2019-03-26 陈勃生 一种用于聚合物三维制品增材制造的装置与方法
CN109759579A (zh) * 2019-02-19 2019-05-17 南通理工学院 一种金属基复合材料粉末的三维印刷快速成型方法
CN110524877A (zh) * 2019-08-05 2019-12-03 杭州德迪智能科技有限公司 一种光固化成形控制装置及方法
CN211492843U (zh) * 2019-12-18 2020-09-15 杭州德迪智能科技有限公司 靶向诱导与定向能复合三维成形装置

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103009630A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 株式会社其恩斯 三维成形设备
US20140255666A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-11 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Powder Bed Fusion Systems, Apparatus, and Processes for Multi-Material Part Production
US20170232518A1 (en) * 2014-08-11 2017-08-17 Soochow University Synchronous powder-feeding space laser machining and three-dimensional forming method and device
CN104190931A (zh) * 2014-09-09 2014-12-10 华中科技大学 一种高效高精度复合増材制造方法及装置
CN104526836A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 南京工业大学 一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3d打印方法
CN104745894A (zh) * 2015-03-17 2015-07-01 江苏思莱姆智能科技有限公司 多相纳米陶瓷颗粒增强Al基复合材料及其激光3D打印成形方法
CN104908143A (zh) * 2015-03-23 2015-09-16 济南大学 一种激光烧结3d打印快速成型氧化铝粉末的制备
CN106111985A (zh) * 2015-05-07 2016-11-16 吴小平 群扫描激光选择性烧结或固化方法及其3d成型机
CN104859152A (zh) * 2015-05-25 2015-08-26 厦门达天电子科技有限公司 一种立体模型的成型设备及其成型方法
WO2017143789A1 (zh) * 2016-02-23 2017-08-31 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种激光增减材复合制造的方法与装置
CN107096924A (zh) * 2017-05-17 2017-08-29 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种可用于三维打印的球形金属基稀土纳米复合粉末的制备方法及产品
CN107498045A (zh) * 2017-08-07 2017-12-22 华南理工大学 一种无铅环保高强黄铜合金的增材制造方法
CN107790628A (zh) * 2017-09-08 2018-03-13 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种吹气固化法3d打印铸造砂型的成形方法及装置
CN107812941A (zh) * 2017-10-20 2018-03-20 华中科技大学 一种激光増材制造铝合金的原位制备方法及其产品
CN108012421A (zh) * 2017-11-09 2018-05-08 建业科技电子（惠州）有限公司 控制独立孔孔径和独立线厚度制作方法
CN107866569A (zh) * 2017-12-13 2018-04-03 甘肃机电职业技术学院 一种基于激光选区熔化技术制备纯铜工具电极的方法
CN109514862A (zh) * 2018-01-02 2019-03-26 陈勃生 一种用于聚合物三维制品增材制造的装置与方法
CN109759579A (zh) * 2019-02-19 2019-05-17 南通理工学院 一种金属基复合材料粉末的三维印刷快速成型方法
CN110524877A (zh) * 2019-08-05 2019-12-03 杭州德迪智能科技有限公司 一种光固化成形控制装置及方法
CN211492843U (zh) * 2019-12-18 2020-09-15 杭州德迪智能科技有限公司 靶向诱导与定向能复合三维成形装置

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