增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度 - 3D打印技术参考

增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度

                   

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金属增材制造技术在加工精度上与传统加工相比较低,因而受到极大限制。将增材制造与传统加工工艺有机地集成起来,成形件加工完成后无需后处理即可直接投入使用,大幅缩短了制造时间和生产成本,还可拓宽原材料范围,减少生产过程中切削液的使用,实现绿色加工。近年来,增减材混合加工工艺与装备不断涌现,在提高制造精度,增大制造尺寸、提高生产效率等方面取得多项进展。

增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度

洛马公司建造世界首台多机器人增减材混合制造系统

几年前,洛马建成了世界上首台“多机器人增减材混合设备”,该设备由两个机器人串行工作,具备增材制造、减材加工和工艺过程监测、尺寸检查、热测量等多种功能,适用于多种材料加工,能够显著提升大型复杂结构的制造效率,降低制造成本。

增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度洛马公司多轴激光束沉积打印机

增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度洛马公司增减材制造的卫星燃料箱体

2018年,洛马公司使用电子束增减材制造技术生产了迄今为止最大的3D打印空间零件—卫星燃料箱体。采用该工艺,使部件减少了超过80%的材料浪费,并将总交付时间从两年减少到三个月,同时部件经过了严格的质量测试,使其能够承受严峻的发射和长达数十年的空间真空任务。目前,该部件已作为标准件用在了LM 2100卫星平台上

Fabrisonic公司开发出能在现有超声波增材制造设备中协同定位增减材单元的专利技术

2017年,美国Fabrisonic公司获得一项新的专利(源文件已上传QQ群),它涉及一种能在其已有超声波增材制造(UAM)设备中协同定位增材、减材单元的技术。该公司以超声波增材制造技术而著称,宣称此项专利进一步提高了其金属混合3D打印设备的能力。

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点击查看3D打印“铣床”工作过程

新技术将超声波增材制造焊接头转变为一台标准数控铣床刀库中的一个工具,通过协同定位数控铣床中的焊接和铣削功能进行零件加工制造,成形速度可达245.8cm3/h,同时可提高加工精度,增大零件制造尺寸。

GE公司大力推动增减材混合制造工艺发展

GE是与增材制造(AM)的进步最密切相关的主要“玩家”,最经典的当属LEAP喷气发动机的燃油喷嘴案例。2015年GE收购阿尔斯通电力公司后,还获得了通过Hamuel的混合增材制造设备来修复涡轮叶片的技术。

增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度通过混合增材制造,GE提高涡轮叶片修复效率

该技术也是采用激光沉积焊接系统来实现增材制造,结合五轴加工、检验、抛光和激光打标于一体。特别是在修复磨损叶片和叶盘方面有着优秀的加工能力。GE采用该工艺不仅用于部件修复,还提升了部件性能。

END

目前,该应用方向开展的关键技术研究主要包括:零部件再设计、增减材混合制造系统开发等。随着航空航天等领域对高性能复杂零件需求曰益突出,如何兼顾零件复杂成形和高精度加工将受到广泛关注。未来,增减材混合制造系统将不断涌现,极大提高了成形效率和质量,将有力推动增材制造技术在批量化生产中的应用,将武器装备研制生产的周期缩短一半以上。

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