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批量生产中金属增材制造的4个优势

   2020-10-15 0
核心提示:自其三十多年前发明以来,由于先进的技术和新材料,增材制造(AM或3D打印)已从单件快速原型发展为可行的生产方法。凭借其以较低的成本制造轻型零件的独特能力,金属AM在大型制造过程中尤其重要。这是当今用于批量生产应用的金属增材制造工艺的四个优点。复杂的轻质零件当生产复杂的结构或零件时,MetalAM具有最大的可扩展
     自其三十多年前发明以来,由于先进的技术和新材料,增材制造(AM或3D打印)已从单件快速原型发展为可行的生产方法。凭借其以较低的成本制造轻型零件的独特能力,金属AM在大型制造过程中尤其重要。
 
    这是当今用于批量生产应用的金属增材制造工艺的四个优点。
 
    复杂的轻质零件
 
    当生产复杂的结构或零件时,metalAM具有最大的可扩展性。精心设计的单个3D打印零件通常可以代替数十个较小的零件组装而成的零件,从而通常可以减轻重量。传统上,使用AM生产这些零件的成本高昂,但是材料和可重复性的发展现在使其在许多行业中成为现实。
 
    航空航天是这些领域之一–它依赖于坚固,复杂但轻巧的零件,可用于涡轮机,支撑结构和飞机上的其他地方。例如,2014年,GE航空的工程师设计了一种新的发动机,可大大减少排放和燃料消耗,但设计涉及的是一种根本性的燃料喷嘴,该喷嘴无法铸造,而且使用传统的连接工艺很难制造。该团队发现,使用AM生产相同的喷嘴设计可以消除20个不同零件的焊接和钎焊,重量减轻25%,耐用性提高5倍。GE航空于2018年10月印制了第30,000个燃油喷嘴,通用电气现在拥有一个名为GEAdditive的新部门来出售他们自己的增材制造机器,材料和软件。
 
    新型材料
 
    金属增材制造工艺对“神奇的材料”有着巨大的希望,否则这些材料将难以使用。例如,金属间材料(通常具有金属的强度和陶瓷的轻质性)具有出色的材料性能和较高的工作温度,但它们在室温下易碎,难以制造。
 
    与传统制造相比,具有精确温度控制的AM方法(如电子束粉末床熔合(ePBF))可以用金属间化合物,超合金和大块金属玻璃生产独特的零件,而成本却低得多。
 
    工装
 
    AM是飞机上复杂零件的理想之选,但也可以利用它来有效地生产更多平凡的工具。在汽车行业,3D打印机制造商Ultimaker于2014年与大众汽车公司合作,为后者的Autoeuropa工厂提供打印夹具。大众Autoeuropa于2017年生产了11万多辆汽车,现在采用7台Ultimaker系统每年可生产1,000多个固定装置。
 
    与航空业的打印喷嘴和涡轮相反,大众汽车公司的Autoeuropa发现了最简单的固定装置,对3D打印最为有效。根据TCT2018年的一份报告,内部打印后备箱盖胸卡规(一种确保车辆后部模型胸卡始终如一的夹具)可节省近一个月的开发时间,每个零件的成本为400美元。
 
    标准化程度提高
 
    金属增材制造不再是仅限于制造商空间和小型车间的流氓技术,现在正受益于国际标准制定的增加。诸如欧盟的《增材制造标准化支持行动》(SASAM),ASTM国际委员会42,ISO技术委员会261和AWSD20委员会等举措代表了这一广泛的发展。
 
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