应用-3D打印技术参考-(第98页)    

分类

  • 铂力特金属3D打印技术助力2022北京冬奥会、冬残奥会火炬研制

    铂力特金属3D打印技术助力2022北京冬奥会、冬残奥会火炬研制

    2022年北京冬残奥会于3月13日顺利闭幕。铂力特曾协助中国航天科工集团三院三十一所,承担了水下传递火炬的研发和制作,为冬奥火炬燃烧系统的完美呈现贡献了一份力。 铂力特在保证火炬外形的基础上为整套水下火炬主体打印了两种构型,构型1的火炬为水陆两栖机器人使用的两栖火炬,构型2的火炬为水下变结构机器人使用的变结构火炬。水下火炬主体结构由内飘带、外飘带等5种分体构件组成,两种构型的火炬除外飘带结构不同外,其余结构均相同。 火炬外飘带零件高度807mm,为异形曲面薄壁结构,内部存在随形的减重空腔,空腔壁厚仅0.95mm,单件理论重量440g,使用比强度较高的AlSi10Mg材料,采用3D打印技术一体成形。铂力特在外飘带成形时采用高效成形方案,使用铂力特 BLT-S515四光设备,充分利用设备光路和打印幅面,仅用四天便将10套外飘带打印完成。 火炬内飘带零件高度414mm,为异形曲面薄壁结构,状如火焰。单件内飘带理论重量246g,最薄壁厚仅0.85mm,材料亦为比强度较高的AlSi10Mg。内飘带外侧带有火炬变曲面结构纹路,内侧存在连接结构,需与火焰燃烧装置连接。所有内飘带由铂力特BLT-S500 四光3D打印设备一体打印成形,耗时50个小时完成。 打印完成的内飘带成品内部及表面致密无缺陷,棱线完整,均匀一致无肉眼可见缺陷。产品外观螺旋棱线要求均匀一致无断层等错位情况。 在后处理阶段,铂力特多部门、工序协同作业,其科学的生产管理系统确保流转处理流畅。打印完成的火炬零件经过捞件、清粉、线切割等工序后送至物流部门发货。火炬零件流转至下一个地方完成最后的包装工序,最终用于冬奥会水下火炬传递。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ2群:838951316;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.冬奥火炬能耐800℃:3D打印、碳纤维、高温阻燃树脂实现多项创新 3.材料和结构影响性能——冬奥雪车头盔的3D打印技术应用 4.分析比较:3D打印与传统CNC、注塑和金属注射成型之间的工艺差异
  • 行业Insights|新能源汽车企业对3D打印技术的需求相比传统车企更为迫切

    行业Insights|新能源汽车企业对3D打印技术的需求相比传统车企更为迫切

    汽车厂商对新能源汽车的布局早已经开始,包括以北汽、比亚迪、吉利、长安为代表的传统车企,也包括以蔚来、威马、小鹏为代表的造车新势力。这个行业的发展速度完全超出了我们的想象,2020年我国新能源汽车跨过5%占比的临界点后进入成长期,这是整个行业增长最快的时期,也是车企必须把握住的关键时期。值得注意的是,越来越多的新能源车企正在采用3D打印技术来加快产品上市。本期,3D打印技术参考特邀Raise3D中国区市场总监裴梁超,介绍新能源汽车企业对3D打印技术的迫切需求,以下为正文部分。 在进入3D打印行业之前,笔者在新能源汽车行业折腾过一段时间,见证了当时的动力电池第一股A123的王朝兴替。当时A123公司的创始人之一的Ric Fulop,在第二次创业中成立了Desktop Metal,也许这也是为什么今天DM在汽车行业能获得不少订单的原因之一。笔者2014年进入3D打印行业,一年半前加入Raise3D,也看着Raise3D这两年陆续有不少汽车行业特别是造车新势力的客户。3D打印技术参考一直希望我能谈谈FDM/FFF在新能源汽车领域应用的不同之处,挤牙膏一样的历程终于写完了这篇稿子。 DTC(直接面向客户)模式下的新需求 相比传统汽车,我发现新能源汽车成立了一个非常有意思的新需求部门——售后业务部门,其中包括Tesla的超级工厂。这种转变主要是因新能源汽车所普遍采用的DTC(Direct-to-Customer直接面向客户)的销售模式而产生。而传统整车企业一般是面向经销商,即4S店进行销售,4S店铺再向个人车主提供整车销售和售后服务。而由于新能源汽车的维护和售后保养较为简单,将原有的4S拆成了2S+2S模式,即将整车销售和售后维保分拆成为两个部分,售后维保通过上门或者远程进行支持,整车销售则可以放在人流更密集的大型商超内开设直营店铺,从而大幅拉近了整车厂商与终端用户之间的距离。 蔚来汽车NIO House (牛屋)是链接用户的重要桥梁 没有了经销商体系,电动汽车的定价就可以更为灵活,但是由于需要做到面向客户的端到端,One for all,All for one,直营店作为前台会向售后中台提出支持需求,其中包括直营店中可能需要的一些工装夹具、备件,也会由售后部门进行协调生产并根据需求提供小批量、多批次、灵活的产品供应。这几点毫无疑问是3D打印的强项,通过数字备件和3D打印技术,这些时间我们正在验证这种可能性的逐步实现。 特斯拉使用E2 3D打印机制作的贴标原型 对于研发速度要求更为苛刻 我们明显能看到新能源汽车的上市时间比传统汽车快很多,比如国内头部造车新势力的蔚来,做ES8从设计到上市一共是3年时间,小鹏P7则更为夸张,只用了2年时间。因此,在研发阶段,各个厂商都在赶进度,要追赶上市时间,研发的各个环节都需要尽量压缩时长。外包CNC加工一般需要2-3周左右的时间,另外大部分新能源汽车厂商设计迭代需求较快,往往中间就已经有一些设计改动,同时由于新车具有保密属性,因此很多OEM最终选择自己购买3D打印机In-House的进行生产制作原型。 传统设计开发到投产一辆全新汽车大概需要4-5年时间(转自知乎答主郑迅) 关于新能源汽车企业的In-house模式,有两个客户令我印象深刻。 一家是国内某厂的子品牌,由于打印速度问题,倾向于购买工业级SLA打印机,但当我看了他们的工作环境后,发现采用SLA打印机的话,将会有两大挑战: 1. 废液处理问题:含有树脂的溶液是应该寻找当地的污水处理机构进行回收处理的,对于国内某大厂来说环保是一个不容忽视的问题。 2. 工作环境:当时客户打算将工业级SLA 3D打印机和研发工作人员(包括一名孕妇)放在同一个办公室里,并且不做区隔,我听说后非常生气,那是我第一次跟客户发了一次火。 第二个案例来自小鹏汽车,他们对3D打印机的了解程度以及灵活运用让我十分佩服。我们惊讶发现他们已经购买了进口的工业级FDM设备。当时很好奇,既然有工业级,再添置相同技术的专业/桌面3D打印机的意义是什么。聊完后,一个词一直在我脑子里面回荡——二重奏。 小鹏的开发项目数量太多,有大件有小件,一台工业设备没有办法满足所有的需求,另外工业级机器太大,需要固定放在一个办公室,研发人员需要跑来跑去的去进行打印工作;其次,机器的启动准备至少有5个步骤,最长需要40分钟的时间;最后,是机器不支持第三方耗材,只能兼容品牌方的材料,打印成本较高,可拓展性不足。所以评估下来订了一台Pro2 Plus,把需要灵活生产的放在Pro2 Plus上打印,把需要保温仓的放给工业级设备来做。Pro2 Plus像一只快速婉转的小提琴,工业级设备则像大提琴,两者在不同速率不同节奏下配合,形成类似二重奏的效果。 围绕电池包及相关结构的开发 除了常规的研发和创新的售后应用之外,新能源汽车企业还会利用3D打印应用在汽车电池包的相关的结构设计和最终使用。关于这一点,我们一般会给客户的推荐方案是先使用FDM/FFF打印机进行产品的开发和制作,然后再用SLS或者MJF进行直接生产,利用不同的3D打印技术优势,将提升新能源汽车的小批量生产效率。 加拿大客户利用Pro2打印机,制作的电池托盘适配的原型 总结 2021年初,大家都猜测2021是新能源汽车能够增长的一年,但是没有人会想到销量增长会超过一倍有余。根据罗兰贝格的调研数据,中国顶级汽车的消费年龄在35岁,比德国小了25岁。95后乃至Z世代逐渐成为车市上的主力购买群体,对于新能源汽车的接受度,年轻一代的接受度毫无疑问会更高。传统汽车自2018年以来已经是三年每年平均下降4%的销量也可见一斑。 2021年销量 2020年销量 增长率 传统汽车 2275.4万辆 2394.4万辆 -5.0% 新能源汽车 352.1万辆 136.7万辆 +160% 合计 2627.5万辆 2531.1万辆 +3.8% 当新能源汽车的大潮来临的时候,3D打印无疑是实现快速创新,小批量生产的最佳工具之一。无论是由桌面级3D打印机带来的快速创新和敏捷开发,工业级技术带来的装配和试产,或者是使用打印服务外包进行的批量生产,都在这个市场有各自的机会。 我们也希望有机会能与各位探讨这一增量市场上带来的更多机会,今年TCT展会期间Raise3D也会展示一些我们在新能源汽车上的一些应用,我们希望各位有机会来和我们沟通,相互学习。 扫描下方二维码,免费提前预约参观, 省去50元现场门票,节约现场排队登记时间! 展会时间: 5月12日星期四 09:00-17:00 5月13日星期五 09:00-17:005月14日星期六 09:00-15:00 展会地点: 盈港东路168号 国家会展中心(上海)4.1馆 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ2群:838951316;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.8本3D打印行业应用报告,覆盖航空航天、汽车、生物医疗及服务等多领域 3.3D打印对汽车制造的内外驱动力及当今汽车增材制造市场 4.详述:主流汽车制造商正在如何使用增材制造技术
  • 3D打印助力中国商业火箭回收复用,星河动力50顿级发动机成功试车

    3D打印助力中国商业火箭回收复用,星河动力50顿级发动机成功试车

    据3D打印技术参考了解,3月1日,我国航天民营企业星河动力公司50吨级液氧/煤油发动机首次全系统试车圆满成功。这是“苍穹”发动机的首次全系统试车,目的是验证发动机起动关机时序、系统和结构方案可行性、各组合件工作协调性。试车过程中,发动机按预定程序起动,点火、起动和转级正常,各组件工作正常,燃烧稳定,喷管出口火焰明亮,主要参数与调整计算值一致,按程序关机,试后产品完整,试验取得圆满成功。本次试车成功,标志着我国民营商业航天领域最大推力的液氧/煤油发动机正式进入工程研制阶段。 “苍穹”50吨级可重复使用液氧/煤油发动机还是国内首款采用针栓式喷注技术的大推力液体火箭发动机,具备深度变推能力,是200-300吨级液体火箭垂直回收的最佳选择。 而据国内金属3D打印服务商飞而康于2021年12月3日发布的消息称,星河动力公司顺利完成50吨级“苍穹”液氧/煤油发动机总装装配工作,即将开展全系统地面热试车。两条消息对比可以印证,所指发动机为同一型号。值得注意的是,该发动机的涡轮泵和液氧煤油主阀壳体等多款零件由飞而康科技3D打印制造。除此之外,星河动力官网对该型号的介绍中也指出其采用了机构化轻质3D打印。 “苍穹”液氧/煤油发动机介绍 2019年7月,飞而康科技与星河动力公司建立联系,并在9月正式承接此项目,各大小零件总计30多件。该批零件在设计制造的过程中,使用了前沿的3D打印技术,历时4个月顺利完成所有零件的交付。期间,飞而康团队开发了针对火箭发动机部件的激光束焊接,叶轮、转轴的五轴加工工艺,动平衡实验,阳极氧化处理,以及气压液压测试多套专属定制试验工装。此次与星河动力公司的合作是在火箭发动机部件增材制造发展上的一个大胆突破。 “苍穹”液氧/煤油发动机、涡轮泵水试、针栓式喷注器冷态考核“苍穹”液氧/煤油发动机作为“智神星”液体运载火箭第一级(7台)和第二级(1台)主动力装置,是多次启动变推力燃气发生器循环液体火箭发动机。每台发动机海平面额定推力40吨,最大工况海平面推力50吨(第一级具备1台“Engine-out”能力),最小工况海平面推力10吨(变推比4:1),变推力工作时满足助推级垂直下降和软着陆回收要求,发动机具备多次重复使用和故障检测与隔离能力。每台发动机重复使用次数50次,具备±6°摇摆能力,发动机推重比大于120。 发动机运行动画 星河动力运载火箭重复使用畅想未来 星河动力成立于2018年,从事低成本商业航天发射业务。其核心产品及服务包括“谷神星”系列小型固体运载火箭发射服务,以及“智神星”系列中型重复使用液体运载火箭发射服务等。2020年11月7日,谷神星一号运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功首飞,并顺利将天启星座十一星送入预定轨道。谷神星一号运载火箭是北京星河动力装备科技有限公司研制的一款小型固体商业运载火箭,可满足近地轨道微小型卫星发射需求。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.专访 | 3D打印技术如何助力深蓝航天快速成功实现火箭垂直回收 3.年度总结:2021年中国航空航天领域3D打印技术10大应用 4.3D打印技术在航空航天静态和动态发动机组件中的应用案例
  • 专访 | 3D打印技术如何助力深蓝航天快速成功实现火箭垂直回收

    专访 | 3D打印技术如何助力深蓝航天快速成功实现火箭垂直回收

    2021年7月,深蓝航天成功实现中国首例液氧煤油火箭垂直回收试验“蚱蜢跳”,10月再次成功实现中国首例液氧煤油火箭百米级垂直回收试验,两次试验所使用的发动机均使用3D打印制造。2022年初,深蓝航天宣布完成近2亿人民币的A轮融资,所募集到的资金除了将用于火箭研制、可回收重复使用技术的验证及发射准备等工作外,还特意强调将用于3D打印增材制造工艺及可回收重复使用能力的测试与研究。 国内外媒体普遍将深蓝航天与SpaceX比较,两者在研发进程和技术的运用方面极其相似。尤其对3D打印技术的应用,两家公司都表现出了相比其他民营航天更强的兴趣。本期,3D打印技术参考通过专访深蓝航天,介绍该公司如何使用3D打印技术,及其在应用过程中遇到的问题和取得的效益。 主动将3D打印纳入设计生产流程 深蓝航天火箭发动机制造技术在国内独树一帜,由于传统的加工手段在复杂部件的制造能力、生产效率和综合成本方面皆无法与3D打印相比,深蓝航天在产品设计之初就采取了增材设计思维。其自行研制的“雷霆-5”和“雷霆-20A”液氧煤油火箭发动机在方案设计时就优先选用激光粉末床熔融金属3D打印技术,与传统的设计方法相比,增材设计思维减少了出图数量,提高了设计效率,同时为产品制造争取了周期。搭载“星云-M”1号试验火箭成功实现“蚱蜢跳”的雷霆-5发动机全机85%重量的零件都由3D打印技术制作。采用传统工艺制造的液体火箭发动机涡轮泵用离心轮、涡轮盘等复杂结构产品,涉及五轴机加工、焊接、电火花等多种工艺,存在生产流程长、加工效率低等问题。3D打印技术本身具有对产品结构复杂性不敏感的特性,深蓝航天采用3D打印制造涡轮泵离心轮、涡轮盘等产品实现了尺寸和性能一致性好,整体生产效率高,综合总成本低的优势。 在产品的集成化制造方面,3D打印同样为深蓝航天提高了产品质量和制造效率。点火器在传统制造方案中由多个机加工零件装配焊接而成,对产品组件的装配质量、焊接质量要求极高,工艺过程复杂。采用3D打印技术制备的点火器仅有一个零件,仅需要数控加工连接接口即可交付装配;且一次可打印多个零件,打印周期仅需一周左右,缩短了产品交付周期,规避了很多质量风险。 深蓝航天表示,与传统的液体火箭发动机制造技术相比,3D打印技术助力深蓝航天达成了以下目标: • 突破传统设计思维与制造的局限性,为设计人员提供更大的设计自由度;•优化零件流道流动性能,为燃料和冷却剂通过多腔道/多流道分配提供新的可能性;•降低零件装配错误风险,提高产品的质量稳定性、一致性;•减少加工步骤,省略中间环节,提高生产效率;•缩短产品研制周期,使产品研制总成本更具竞争力。 克服多重困难,优化产品制造方案,保证产品质量 3D打印技术在航天液体火箭发动机领域也是近几年才有了很多的应用场景,深蓝航天也仅在2021年完成雷霆-5整机飞行考核。在这个过程中研发团队需要攻克的难点很多。例如,在雷霆-20A推力室设计方案初期,深蓝航天需要解决很多问题。具体来说,推力室圆柱段内部冷却流道的理算尺寸如何通过3D打印保证,成型后产品内流道的内表面光洁度是多少,内流道表面成型质量对介质流速、流阻的实际使用特性有什么影响。为了攻克这些难点问题,研发设计人员与3D打印服务商反复沟通确认,最终才形成了现有的打印成型方案;另外,研发人员受限于现有3D打印设备的有效成型尺寸,雷霆-20A 推力室收扩段被迫由一个零件拆解成2个零件——收扩段和延伸段,雷霆-20A 收扩段的打印采用了效成型尺寸为600*600*600mm的国产3D打印设备,而延伸段采用旋压成型的方案。在材料的使用方面,深蓝航天表示,当前3D打印使用的材料基本满足深蓝航天的研制需求。目前,3D打印大量应用的粉末材料牌号有GH4169、TC4、316L,还有少量的AlSi10Mg铝合金粉末。这些牌号在国内已经有很成熟的制备工艺和产品线,市场供应基本稳定,粉末厂家也会前置一定量的安全库存,规避用户的加急采购,一般的供货周期在3-5天。 通常情况下,航空航天领域会对金属3D打印的质量存在疑虑,对此,深蓝航天表示会从设计源头上进行把控。针对3D打印材料性能和结构特点等特性对设计做适应性调整,优化设计和制造工艺,从而提高产品的稳定性。 加速迭代,完成国内首次3D打印火箭发动机真实飞行工况考核 雷霆-5型液体火箭发动机,是国内首型使用3D打印技术制造的针栓式电动泵液氧煤油发动机。3D打印技术的应用加速了设计-制造-设计的迭代。 在2020年初,雷霆-5液氧煤油发动机进行了首次整机变推力长程试车,试验成功。雷霆-5从方案设计到整机试车仅仅用时8个月。 2021年7月,雷霆-5助推 “星云-M”1号试验火箭完成了首次垂直起飞和垂直降落自由飞行,即被称之为“蚱蜢跳”的运载火箭垂直回收飞行试验,试验任务取得圆满成功。 在国内首次完成了由3D打印制造火箭发动机的真实飞行工况考核。目前已有20余件3D打印产品应用于深蓝航天液体火箭发动机总装、总测。 充分依靠3D打印供应链,形成自主生产能力 深蓝航天表示,公司目前在国内有2-3家稳定的3D打印合作伙伴,2021年与其中一家签订了战略合作协议,保障2022年6-8套推力室和涡轮泵等3D打印服务稳定供应。现阶段3D打印服务满足该公司的研制计划,不会是深蓝航天产品研制的瓶颈。 深蓝航天感谢这些3D打印合作伙伴长期以来的支持!他们提供了质量稳定的3D打印产品,特别是在雷霆-5、雷霆-20A发动机设计方案阶段,给深蓝航天提出了很多宝贵的建议,规避了很多产品成型质量风险。深蓝航天期望和他们在未来有更深入的合作,除了在产品3D打印方面提供服务外,在特征结构打印、工艺支撑方案设计、粉末和产品性能测试数据等方面充分进行技术交流,实现知识共享和技术突破,共同推进3D打印技术在航天领域的应用和发展。 未来,深蓝航天将继续秉持轻量化设计、一体化设计等先进的设计思想,为液体火箭特有构件一体化快速成型、超大幅面精密结构件轻量化制造等3D打印技术提供工程应用场景。 利用3D打印的技术优势,快速制造高质量产品,加速深蓝航天设计的迭代速度。2022年初,深蓝航天开始规划自有增材制造产能,预计到2022年底初步实现小批量产品3D打印制造能力,到2024年前深蓝航天将在南通工厂建成增材制造+智能制造生产基地,加速推进航天产品增材制造产业化。同时,深蓝航天研发团队将攻关铜材3D打印技术瓶颈,进一步提高3D打印产品的质量和性能。 END 深蓝航天CEO霍亮表示,3D打印发动机一旦成熟应用,意味着火箭发射成本将进一步降低。据公开报道,SpaceX猎鹰9号火箭每次发射收费约6200万美元,而Rocket Lab为NASA提供的月球发射任务的报价仅约1000万美元,后者的火箭正是大规模采用了3D打印技术。如果再能实现重复使用,这将大大提高其利润空间。 3D打印技术可以显著缩短产品制造流程,降低成本。集成化的制造优势能够将原来有数百个零件组成的部件通过设计实现合并,从而大大减少零件数量、提高制造效率,并减少事故率。此外,传统发动机制造技术的市场供应商受限,3D打印技术市场供应商更多,来源广泛,市场化环境在竞争中有更加显著的优势。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ2群:838951316;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.铂力特3D打印技术在航空航天领域的四个应用案例 3.年度总结:2021年中国航空航天领域3D打印技术10大应用 4.2025年服务于中国航空航天等领域的金属3D打印装备将超六百台
  • 3D打印PEEK植入物迎来重要发展:国家药监局发布注册审查指导原则

    3D打印PEEK植入物迎来重要发展:国家药监局发布注册审查指导原则

    为进一步规范增材制造聚醚醚酮植入物的管理,2月28日,国家药监局器审中心组织制定并发布了《增材制造聚醚醚酮植入物注册审查指导原则》。 经过多年临床试验,采用3D打印工艺制造的PEEK植入物表现出了在安全性有效性和可靠性等方面的诸多特点。本指导原则适用于采用PEEK材料经3D打印工艺生产,作用于骨、关节及口腔硬组织的无源植入性医疗器械,旨在指导注册申请人对增材制造聚醚醚酮植入物产品注册申报资料的准备及撰写,同时也为技术审评部门对注册申报资料的审评提供技术参考。 该原则的制定,势必加快该技术在医疗领域的应用进程。 PEEK植入物的传统和3D打印加工方式 PEEK的熔点极高(玻璃化温度 143℃,熔点达到343℃),使其加工极其困难。目前,国内可用于PEEK材料成形的方法主要包括数控加工和快速成形两种。 数控加工是当前国内PEEK材料成形的主流的方法,通过数控加工模具,采用注塑的办法来完成 PEEK 材料的成形,但采用这种方法加工的缺点是材料浪费非常严重,加工成本非常高。 第二种方法是3D打印(熔融沉积、激光烧结),相较于数控加工,3D打印提高了PEEK制造的灵活性,克服了材料浪费、难加工等困难,制造速度也是显而易见的。 与金属植入物相比,PEEK具有三个突出优势 第一,PEEK的弹性模量与皮质骨弹性模量接近,尤其是碳纤维增强PEEK的弹性模量与皮质骨弹性模量更为匹配。这种接近或匹配的弹性模量一定程度上减弱或消除了应力屏蔽效应,有利于植入体与骨组织之间的骨整合, 保证了 PEEK 种植体的长期稳定性。 第二,PEEK可透过X射线,CT 或MRI扫描时不产生伪影,因而较容易监控骨生长和愈合过程。此外,PEEK还具有良好的生物相容性、耐磨损、耐疲劳、耐腐蚀、易加工等特点,而且PEEK比金属材料更加轻质。上述优点使PEEK广泛应用于创伤、脊柱和关节等领域。 第三,与不锈钢、钛合金和超高分子量聚乙烯植入物相比,PEEK 及其复合材料具有良好的耐磨性能,可有效避免由于磨损颗粒引发的植入体周围炎症和骨溶解等问题。因此,聚醚醚酮在骨科种植体的应用中被认为是替代传统种植体的候选材料之一。 2017年4月,国内唐都医院完成国际首例PEEK肋骨植入手术,2018年1月,该医院完成国内首例PEEK植入体治疗胡桃夹综合征案例;同年8月,昆明医科大学第一附属医院首次运用3D打印PEEK材料假体替换锁骨。迄今为止,3D打印PEEK假体的临床案例已达上百例。然而这并不意味着PEEK就没有问题。 PEEK用于骨科植入的劣势 PEEK由于其相对疏水的表面而具有较低的表面能,从而限制了细胞的黏附。PEEK 的这种生物惰性使得 PEEK 植入体与宿主骨组织之间的骨整合能力较差,在临床上经常会遇到许多并发症,如种植体移位、笼陷或假性关节,这在体外和临床应用研究中都导致了令人不满意的结果。 理想的 PEEK 表面应能使细胞黏附、增殖、成骨细胞分化,促进 PEEK 植入体表面的矿化,产生大量的骨融合。 为了构建理想的PEEK表面,研究者们通过生物活性陶瓷填充、纤维增强、PEEK孔隙化等方法制备了一系列的PEEK及其复合材料,其最终目的是使该材料的植入体既具备维持血管新生和营养传输的功能,又具备足够的力学强度和耐磨性能,然而使各项指标保持平衡仍是当前研究的难点。 3D打印的PEEK脊柱植入物 3D打印的PEEK颅骨修复体 PEEK相较于钛合金有着很多优点,然而该材料在目前的推广上却有很多困难,主要问题还是受限于材料和加工手段。PEEK的价格极其昂贵,国际市场上标准级的 PEEK售价一般为70-80美元/Kg,PEEK个性化颅骨的手术费用则至少是钛合金的3-5倍。 此外,据此前西安交通大学的参考资料,单纯采用FDM制造的PEEK 快速成形件材质疏松,机械性能达不到医用要求,但从越来越多的植入案例也可以看出,这种现象正在得到解决。采用激光烧结打印PEEK,目前仅有德国EOS一家拥有相关的设备和技术。 END 不可否认,PEEK具有极好的应用前景,但对问题也是存在的,材料突破将是其实现安全应用的关键。其实任何一款产品都不可能是完美无缺,即使金属植入材料有那么多不足之处,但第一个植入3D打印钛合金髋关节的患者已经健康行走10余年。本文旨在对于专业人员获取更多的知识,对于普通患者不需过多关注材料的优势与不足,医生会作出最好的决定。 中国在使用3D打印技术制作植入体方面有着极为广阔的市场,《增材制造聚醚醚酮植入物注册审查指导原则》的发布,势必将加快该技术的医疗应用进程。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.PEEK 3D打印为何如此困难?成功打印,需要哪些技巧 3.如何应对大尺寸高性能材料3D打印带来的挑战 4.SLS 3D打印尼龙粉100%循环使用,国内一公司取得重大突破
  • 3D打印解决方案,以让大众消费群体穿上高舒适度的定制鞋为目标

    3D打印解决方案,以让大众消费群体穿上高舒适度的定制鞋为目标

    在中国,80%的脚部疾病与鞋有关。每一个人的脚型都存在不同程度的差异,大规模的工业制鞋把人的脚型进行了归类,这势必会造成脚适应鞋的问题。 对于什么样的鞋更符合人体需求,鞋企从材料到设计都投入了大量研究,科技的进步、材料的不断升级都给鞋业带了各种可能,制造出更舒适的鞋是鞋企和消费者共同的目标。工业制鞋大批量制造、快速回转、快速实现利润是商业的基础逻辑,传统的手工定制鞋依托手工转楦、手工划片、部分鞋底依托模具制造,这些制造技术问题致使定制鞋很难实现批量化,定制鞋为了生存下去,主打高端人群消费,低产量高定价让大众消费人群很难企及。 探索3D打印技术给鞋业带来的改变是一个重要的话题。安世亚太增材团队从“打破界限”的思维逻辑出发,将工业制鞋各个环节进行了解构和重构,将市场、消费者、生产方式、盈利需求、商业逻辑等多维度进行扫描和分析,融合3D打印个性化的技术优点,将目标瞄准到个性化批量制造的维度上,高度释放3D打印技术的优势。这一想法摒弃了用3D打印替代传统材料升级的想法,采用了“解构再重构”的技术开发路径,开发了包含软件+仿真+硬件+商业模式的客制化制鞋整体解决方案。 让大众消费群体穿 上 高舒适度的定制鞋安世亚太26年工业品研发、工业设计以及上万例工业仿真实践经验为解决方案的开发提供了技术支撑。通过软件来代替人工繁琐的劳动工序、提升效率、实现数据的精准度,楦型、鞋底数据、鞋面数据、自动填充晶格都在软件中自动生成,每一个数据转化过程都以分钟计时,帮助鞋企、定制品牌实现批量化的定制。在数据转化的过程中加入了仿真技术,使鞋底设计起到减震、分散足压、更加符合人体工学的要求,塑造定制鞋中的高科技鞋款。 解决方案以让大众消费群体穿上高舒适度的定制鞋为目标,在生产端导入3D打印鞋底及配件,实现去模具化、鞋底快速成型。 定制化制鞋解决方案通过与扫描数据端口、打印数据端口、在线商城数据端口对接,使解决方案从数据采集、制造、销售与鞋企的线上线下商业模式衔接,无论顾客是在线上渠道还是在线下渠道都可以实现定制,批量化定制从根本上改变传统制造以产定销的销售模式导致的产销不平衡问题,为企业实现利润最大化。 定制化制鞋技术的独特优势 •数据自动生成,用软件代替人工,生成时间更短、数据更精准。 •将仿真技术融入到客制化制鞋解决方案中,过参数化设计理念,结合人体工学等一系列技术加持,突破了传统制鞋的技术限制。   •鞋底晶格填充根据客户的脚型及足压特点,在不同的受力点分布不同刚度的晶格,起到良好的减震、分散足压、减少运动损伤的作用,让穿鞋的舒适度与众不同。 •晶格库中的晶格都通过仿真验证,每一款晶格都符合力学性能。 实践案例(定制皮鞋) 01不同晶格的定制鞋鞋底设计 02打印好的鞋底弹性模量测试 03三种款型的3D打印鞋底的定制皮鞋 04顾客的试穿体验反馈总结 大规模定制的技术瓶颈已经突破:以增材制造技术为核心的数字化制造技术使生产成本不再和批量挂钩,低成本的个性化制造已经成为可能。以AI技术为核心的数字化设计技术不再依赖昂贵低效的手工作坊式的定制模式,所有与个体数据相关的设计建模问题都可以交给计算机自动完成。制造和设计技术的突破将使得定制鞋的过程从手工时代一下子飞跃到自动化时代。依托数字化技术的高效和低成本,定制鞋将不再是为少数人服务的高端消费,而是满足大众需求的平民化产品。定制过程从顾客数据收集到产品交付将是“全数字化自动设计+增材制造+升级的整鞋生产线+灵活的互联网商业模式”的过程。从AI设计、增材制造,到平台搭建,我们已经做好所有的技术准备。期待商业伙伴的加入,一起创造大规模定制鞋的未来。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.3D打印真的是一种低碳环保的技术吗?答案并非那么简单! 3.深度:3D打印技术当前发展面临的主要问题及如何变革制造业未来 4.聚焦行业应用、打造核心要素!安世增材推出最新技术成果及行业赋能方案
  • 新突破:国内研发出超600MPa超高强3D打印铝合金

    新突破:国内研发出超600MPa超高强3D打印铝合金

    在航空航天等领域,利用金属3D打印技术实现快速研发测试验证进而缩短研发周期、成形复杂结构制造解锁设计潜力、多零件集成一体化制造提高性能等突出优势,已经取得一系列里程碑式进展。如近期大放异彩的,由我国民营火箭公司星河动力北京空间科技有限公司研制的:50吨级“苍穹”液氧/煤油发动机,就大量采用了金属3D打印技术制造的零件。 航空航天以其要求的高可靠性、高性能以及轻量化,对材料提出了极高的要求,目前航空航天金属3D打印主流应用的是:钛合金、高温合金和铝合金三大材料体系。在钛合金领域,TC4、TA15等材料得到批量应用;在高温合金领域,GH4169、GH3625等材料得到批量应用,并且如GH3536、GH5188、GH4099等新材料也进入测试应用阶段;反之,在铝合金领域,虽然有少数零件可用AlSi10Mg来打印应用,但应用所要求的高强度铝合金一直缺乏实际案例。可以说,业界也迫切需要轻量化的高强度铝合金能够发挥作用。 航空发动机的主要材料组成 近几年,国内国际不少企业均推出了高强铝3D打印材料,成分体系各有不同。如空客推出的Scamalloy,可实现抗拉强度520MPa的性能;HRL实验室推出了纳米强化的7075,据称极限抗拉强度超过600MPa;苏州倍丰推出了Al250C,可实现抗拉强度570MPa的性能;上海交通大学王浩伟教授研制出的高性能陶铝复合材料粉末,可实现最大抗拉强度超过540MPa;中车研究院推出了专用高强铝粉末材料,抗拉强度稳定超过560MPa;长沙新材料院推出了AlMgScZr,室温拉伸强度535MPa。此外,也还有部分其他粉末厂家也宣称能够提供高强铝粉末产品,并推向市场。可以看出,500MPa的高强铝粉末研制已经突破瓶颈,但对于更高性能的高强铝材料却鲜有报导。 近日,3D打印技术参考获悉国内领先的铝合金3D打印材料制造商--江西宝航新材料有限公司,已经成功研制了超高强度铝合金HS5601。这是一种适用于SLM工艺的超高强度铝合金粉末材料,其抗拉强度达到620Mpa,断裂延伸率8%。该材料同样为AlMg合金体系,相较于AlMgScZr而言,其具有更高的强度,有望应用于航空航天及国防军工领域对高性能材料的特别需要。下表是该材料与AlSi10Mg以及500MPa铝的性能对比: 第三方检测数据显示,打印态的零件抗拉强度通常在460-470MPa,经热处理后,强度稳定达到630MPa以上。 该性能结果得到了第三方检测机构的证实(左右滑动查看更多)据进一步了解,HS5601超高强度铝合金粉末有望能够帮助解决航空航天等尖端应用部门对轻质高强材料的特别需要。目前,宝航新材料已经能够批量该材料,并已于2022年2月份面向客户提供粉末样品,并可提供工艺参数方面的指导。而且,公司有计划研制更高强度如800MPa的铝合金3D打印材料! 在金属3D打印材料国产化的浪潮下,正不断有新的3D打印材料和优质供应商涌现,在此也希望国内的应用部门加强和3D打印设备、3D打印材料等企业的合作,共同助力我国制造业的转型升级! 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.西南交大实现铝合金3D打印多缺陷主导裂纹扩展行为的成像表征 3.金属顶刊《Acta Mater》:增材制造高强铝合金的疲劳与动态时效! 4.高强铝合金在增材制造应用过程中的主要局限性和缺陷类型
  • 美国白宫发布更新版《关键和新兴技术清单》,3D打印再入其中,确保持续领先

    美国白宫发布更新版《关键和新兴技术清单》,3D打印再入其中,确保持续领先

    2月8日,美国白宫发布更新版《关键和新兴技术清单》(Critical and Emerging Technologies List,简称CET List),这或为即将出台的美国技术竞争力和国家安全战略提供信息支撑。 美国为了编制这份更新版的CET清单,动用了众多职能部门。包括来自总统执行办公室的18个部门、机构和办公室的专家以及国家安全委员会的相关部门。在过去一年里他们推动了广泛的跨机构审议过程,确定了可能对美国国家安全至关重要的CET分支领域,3D打印技术再一次被纳入其中。 3D打印技术被确定在先进制造名录下,其他先进制造技术还包括可持续制造、智能制造和纳米制造。 3D打印技术不仅被列入了名单,而且它对文件中的其他几项新兴技术至关重要,如先进工程材料、自主系统和机器人、生物技术、通信技术、可再生能源发电和存储、空间系统、半导体和微电子。 虽然3D打印在其中一些领域的应用仍处于起步阶段,但该技术有望在许多已确定的领域提供广泛的应用和研发机会。介于清单中再次包含增材制造,以及其对其他技术领域的重要作用,表明该技术在帮助美国实现其国家安全目标方面的潜力越来越大。 美国《关键与新兴技术清单》2020与2022版对比(来自道琼斯风险合规) 美国军事组织确实在借助3D打印技术实现国土安全方面动作频繁。 2021年6月10日,美国防部研究与工程副部长办公室发布国防部5000.93指示《增材制造在国防部的使用》,该指示作为首份面向增材制造(AM)的顶层政策文件,就增材制造在国防部的实施和应用制定政策、明确责任并细化程序。 美国陆军不仅要求3D Systems开发9激光器1m*1m x 0.6m的大型金属3D打印机,同时投资建造目标尺寸9 x 6 x 3.6 m的世界最大金属3D打印机; 美国空军则大力开发连续复合材料3D打印,用于无人机机翼成型,并且与GE公司开展金属3D打印探路者计划; 美国海军2021年与Stratasys达成25台2000万美元的历史最大政府3D打印机购买交易,这份合同甚至是Stratasys迄今为止最大的政府项目。 此外,美过国防部还授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱的制造合同,用以开发一个完全可操作的3D打印移动“工厂”,支持陆、海、空直接部署在野外,支持战区、灾难救济或其他远程零件制造任务。 由此可见,美国军队从最高决策层到各军种对这项技术都格外重视。 美国确实在3D打印技术的某些领域保持着全球领先地位。 大型连续纤维3D打印技术 连续纤维3D打印技术综合利用工业机器人、末端执行器、原位检测、智能监测与机器学习等技术,能够快速输送、沉积连续纤维增强体。美欧3D打印技术开发商与机器人制造商已共同开发了一系列先进的连续纤维3D打印设备与制造工艺,诞生了Orbital Composites、Continuous Composites、Arris Composites等公司。在该技术领域,我国发展滞后。 增减材3D打印技术 该技术在航空航天、军事等领域具有重要价值,并因此名列2020年的出口管制名单。美国洛马公司、HybridManufacturing Technologies、Fabrisonic、Relativity Space等公司在该领域都颇有建树,尤其以Relativity Space世界最大金属3D打印机最为知名,借助强大的增减材混合制造能力,该公司能够在30天内打印出整个火箭整流罩,并能在短短60天内生产出整枚火箭。 粘结剂喷射3D打印技术 美国在该技术领域保持绝对领先地位,几大粘结剂喷射3D打印的供应商,Exone、Desktop Metal、GE Additive、HP均是美国企业。该技术能够有效解决3D打印工艺过程中的高成本、相对较长加工周期的问题,从而将金属3D打印推向批量化生产。这项技术被汽车行业广泛看重,福特、大众等公司也与相关企业展开了相关合作。而在同技术领域,国内目前鲜有可商业化的产品。 无支撑金属3D打印技术 不需支撑或少支撑进行大尺寸金属3D打印对许多工业最终用户来说非常有吸引力,此举在增加设计复杂性、简化后处理方面至关重要。美国Velo3D公司在该技术领域保持绝对领先地位,国内鲜有该方面的技术,更无产品。通过集成质量保证体系及先进的软件系统以及无支撑技术,该公司获得了来自航空航天和能源市场的充足客户。 3D打印仿真软件 3D打印工艺仿真主要研究加工参数、粉末、几何构型等因素对于宏观变形、残余应力、部件微观内部金相组织及性能的影响,对于零件控形控性研究与生产具有重要价值。在该技术领域,美国有ANSYS、Netfabb等成熟的解决方案,而我国目前还处于研究阶段。 先进设计软件 面向增材制造的先进设计工具集合了强大的几何建模和仿真分析功能,并在充分考虑增材制造工艺特点的基础上,帮助工程师快速掌握面向增材制造的设计方法,充分发挥增材制造带来的广阔自由度,同时可重复使用的工作流使设计流程走向自动化。美国nTopology是知名的优化设计平台,此软件开发出了一些列优秀的设计,在技术领域国内存在很大差距。 此外,在3D打印应用环节美国也具有领先地位,来自航空航天、汽车行业的用户积极推进该技术在产业链中的应用,并诞生了多个批量化生产的案例。 不过,经过多年发展,国内3D打印技术也获得了突飞猛进的发展。 此前,美国在树脂喷射、高性能线材挤出领域保持多年优势,随着中国远铸智能、上海复志、赛纳三维等企业的崛起,该领域已经度过了追赶期; 在高速光固化技术领域,美国Carbon公司遥遥领先,并在材料、设计领域保持先进性,中国在该技术领域较为知名的是清锋时代。 在材料领域,此前高质量的3D打印材料多依赖进口,但随着宝航新材料、康普锡威等本土品牌的快速成长,钛合金3000元/公斤以及高端材料依赖进口的时代一去不复返。 在金属3D打印领域,国内开发商也已经实现了独立自主,在国内大有完全替代进口品牌的势头,无论在打印尺寸、激光器数量和制造效率、质量方面也与国外相当,甚至有超越之势。 对于高端制造,我国同样也将部分3D打印技术纳入了“限制出口技术目录”。 最为知名的当属王华明院士采用3D打印制造大型整体钛合金结构件的技术,该技术使我国在大型飞机承载结构设计和制造方面赶超国外;此外,由武汉天昱智能制造有限公司与华中科技大学合作开发的微铸锻铣一体化增材制造机床也被列入了中国“限制出口技术目录”,该技术突破了传统增材技术无法制造锻件的瓶颈,一经问世便获得了GE、空客、商飞、西飞、成飞等大型企业的高度关注。 对于3D打印技术的发展水平,中国在某些领域已居全球领先水平,但在某些技术层面则确实存在差距。尤其在技术层级的发展上,中国一直在追逐美国的脚步,当我们大力发展起某项技术时,发现对方已经换了思路,开辟了新的技术领域,这种现象值得我们深思并作出改变。 美国发布的这份更新后的清单不应被解释为政策制定或资助的优先清单,但它确实清楚地表明了美国为加强国家安全而关注的领域。在制定研究和推进支持国家安全任务的技术计划时,美国部门和机构可参考这份清单。拜登政府同时也是在告知盟友和合作伙伴,促进和保持共同的技术优势,保护敏感技术不被挪用和滥用。这也意味着美国一些全球领先的3D打印技术及其产品可能对中国实行禁运。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.分责任,抓落实!美国防部发布使用增材制造的官方政策 3.武器准备专题四:我国新一代军机普遍使用3D打印技术 4.珠海航展上的大尺寸金属3D打印零部件背后的制造故事
  • 优化铸件设计与3D打印砂模相结合,大型机械臂减重40%且保持承载能力

    优化铸件设计与3D打印砂模相结合,大型机械臂减重40%且保持承载能力

    3D打印砂型铸造模具和型芯正在改变当今高性能、大型金属零件的制造方式。增材制造使现代铸造厂能够在交货期内快速生产出复杂的金属零件。本文以约1米长机械臂的重新设计和制造为例,阐述了将铸件先进设计与3D打印砂模相结合的优点。 砂型铸造和工业3D打印 金属铸造是一种常见且成熟的制造方法,用于生产融入我们日常生活的商品。如今,90%的制造产品和机械都使用了铸造零件。而当前最流行的金属铸造工艺是砂型铸造;超过70%的金属零件都是采用这种生产工艺制造的。砂型铸造过程首先需要创建一个牺牲模具,该模具由混合有粘合剂的压实砂组成。通过浇注系统用熔融金属填充模具的型腔,然后将模具破坏取出铸造件。 大型砂型铸造模具在3D打印和清洗后即可使用 砂型铸造可以追溯到公元前 1 世纪。几个世纪以来,这种技术已经发展成为我们所熟知的工业流程。然而,数字制造和3D打印技术的出现使得现代铸造企业进一步得以发展。使用 3D 打印砂模和型芯的砂型铸造正在成为增材制造的一个关键工业应用。直到最近,设计工程师和铸造厂还主要将这种混合制造技术用于原型制作。今天, 越来越多的铸造厂正在采用这种制造技术来增强其内部流程。3D打印的砂模和型芯是在工业3D打印系统中利用数字文件直接逐层制备的。打印头将粘合剂材料液滴喷射在薄薄的沙层上来创建每个横截面使用3D打印模具和型芯进行砂型铸造的好处• 3D 打印的砂模和型芯有助于创建合理的浇冒口系统,从而可以制备具有更少内部缺陷的高性能的金属零件,零件的材料强度最高可提高15%; •增材制造消除了对工艺装备和铸造模具的需求以及相关的几何限制。这有利于生产具有复杂几何形状的高性能的优化零件; •3D 打印和其他数字制造技术有助于改变传统铸造厂的形象,吸引年轻人才和新的劳动力进入该领域。 使用3D打印砂模和型芯进行砂型铸造的局限性 然而,3D 打印只是一种工具。这种新技术在砂型铸造方面的局限性包括:•零件设计仍需遵循铸造工艺和 3D 砂型打印系统的限制。这些设计考虑包括壁厚、件截面的变化和壁与壁之间的间隔; •目前可用的工业砂型3D 打印机是有限的,而且 3D 打印模具的制造成本也相对较高。作为参考,砂型3D 打印的成本约为每立方英寸 0.1 美元,而传统的铸造厂对一个模具的收费通常在 1-2万美元之间; •与每一项新技术一样,获得砂型3D打印知识和设计技能的途径仍然有限。难以找到最佳设计案例和设计准则,这阻止了工程师和制造商最大限度的利用这项新技术。 下面的案例研究将设法解决最后一点。通过将每个决策中的设计方法和实际考虑因素文件化, 我们希望让制造商、设计师和工程师更容易的使用这项技术。案例研究:拓扑优化的机械臂为了展示使用 3D 打印模具和型芯进行砂型铸造的优势,nTopology、宾夕法尼亚州立大学、Flow 3D 和 Humtown的工程师联手重新设计了一条一米长的机械臂。他们共同创建了一个端到端的数字化铸造工作流程--从零件优化到可制造性设计,最后是制造。金属铸造模具组件的分解试视图该团队将拓扑优化等先进的设计技术与只能通过增材方式制造的先进铸造特征(包括浇口、浇道和冒口)相结合。使用这种方法,该团队设法达到以下几个目标:•将零件的重量减少40% •避免常见的铸造缺陷 •直接 3D 打印整个砂模 •在一个星期内制造出该零件 该项目的第一步是优化机械臂的几何形状。利用拓扑优化软件,该团队将零件的重量减少了40%--从 240 磅减少到 165 磅--同时仍然满足规定负载条件的功能要求。 拓扑优化是一种仿真驱动的设计技术,该技术通常用于航空航天和汽车工程领域,优化目标通常是刚度最大化和重量最小化。nTopology 软件中的的自动光顺处理和模型重建功能使该团队能够快速、轻松地进行设计修改。nTopology 拓扑优化过程概述,从原始设计到最终导出CAD主体当然,工程团队在设计阶段就考虑了该零件的可制造性。最终的金属零件用铝铸造时重 165 磅(或约 75 千克),其边界尺寸为 39″ × 16″ × 16″(或 1.0 m × 0.4 m × 0.4 m)。机械臂的尺寸限制了团队生产这个巨大零件的选择。按照传统的制模方法(使用木模)会带来一些复杂性问题。由于几何形状的复杂性,设计团队将不得不做出许多妥协,从而降低了零件的性能。为了展示该技术的能力,该团队决定直接 3D 打印整个模具。通常情况下常见的生产方式是只打印模具的一部分,如模具的型芯或其他关键的部位。这一决定使该团队能够优化模具的其他关键特征,如浇口、浇道和冒口的几何形状和位置。这些优化将使金属铸件具有最小的内部孔隙和较高的材料性能。该模具是宾夕法尼亚州立大学和 Flow3D 公司合作设计的。该团队在设计过程中考虑到了两个主要的设计要求:•熔融金属必须尽可能顺利地填充型腔。研究表明,低于0.5米/秒的流速是必要的, 以尽量减少湍流,并减少由于氧化层脱落和孔隙造成材料缺陷的可能性; •冒口必须在零件之后凝固。不均匀凝固是造成内部缺陷、收缩、开裂和零件变形的另一个常见原因。出于这个原因,铸造后将被加工掉的部分必须最后凝固。 该模具是分体制造的,然后在浇注熔融金属之前进行组装,这种螺旋状的浇口设计无法用传统模式制造为了确保在填充模具时不引入湍流,该团队重新设计了浇注系统和冒口。他们使用了一个螺旋形的浇口,而不是一个向下的浇口。他们选择了具有球形或半球形的冒口,而不是圆柱形的冒口。这种优化的浇口和冒口的几何形状确保了熔融金属的流动速度低于所需的阈值,并且熔融金属会均匀地凝固。此外,这些特征只能使用增材制造技术来制造, 因为使用传统的制备工艺不可能制备出这样复杂的浇冒口系统。 铸造过程模拟帮助团队确保速度流量保持在0.5毫米/秒的临界值以下 为了确定最佳零件浇铸方向和流道、浇口和冒口的最佳位置,该团队使用铸造模拟软件进行了多次设计迭代。仿真的目的是优化冒口性能,最大限度地减少孔隙率,并验证浇口流速。仿真阶段确保了该部件一次成功制备,并将开发时间从几个月减少到几周。3D…
  • 中船重工工程师3D打印2000个独立零件,打造超级炫酷燃气轮机

    中船重工工程师3D打印2000个独立零件,打造超级炫酷燃气轮机

    中国燃气轮机制造商中船重工龙江广瀚燃气轮机的工程师Ivan Korzhan推出了一款全3D打印的燃气轮机展示模型,其设计受到通用、西门子和罗罗制造的燃气轮机的影响。从最初想法到最终完成构建,Korzhan花费了5-6个月,共打印了2000个独立部件组成,重约18公斤。 据3D打印技术参考了解,该款超酷模型背后,零部件的3D打印均使用了国产3D打印品牌——纵维立方(Anycubic)和上海复志(Raise3D)的相关装备完成打印。Ivan Korzhan表示,这个项目也表现出桌面3D打印具有重要的应用潜力。 纵维立方是全球桌面级光固化3D打印机的龙头,拥有多种性价比高的机型,其中Photon Mono机型更是获得2021年亚马逊最畅销的3D打印机第二名。该设备在行业内首次采用黑白曝光屏技术,大大提高了机器打印速度和精度以及屏幕使用寿命,受到行业和用户的广泛追捧。 上海复志则是全球化的专业级3D打印机品牌公司,产品覆盖从普通工程塑料(如PLA、ABS、尼龙)到碳纤维和金属材料的桌面专业级FFF设备。其客户不仅包括特斯拉、小鹏、威马这样的造车新势力,还涉及SpaceX、NASA、赛峰这样的航空航天企业。在2021年的Formnext展会期间,该企业分别以9.9万和2.9万的价格发售了桌面金属和碳纤维3D打印机,引起业内广泛关注。 工程师 Ivan Korzhan 和他的3D打印燃气涡轮发动机模型除了上面介绍的大尺寸燃气轮机采用桌面3D打印制造,此前3D打印技术参考还报道了国外玩家采用桌面3D打印机等装备制造空客A380使用的遄达900发动机的案例。该款发动机模型同样尺寸庞大、结构复杂,由众多零件组成。更重要的是,在完成组装后,这款发动机可以高速运转,展现出强大的科技炫酷感。 Heli Mech 3D打印的空客A380遄达900发动机桌面3D打印在整个增材制造产品组合中虽然属于最简单的一种类型,但利用的好,就会发挥出巨大的价值。其实,无论个人玩家还是企业用户,能否挖掘3D打印的潜力,全在对这项技术的认识水平,买回设备在仓库吃灰的也不在少数。 当前,大众、福特、宝马等汽车公司早已将桌面FDM 3D打印机集成到了工作流程中,华为、海思、金山这样的高科技企业也将DLP光固化桌面3D打印机纳入生产或研发体系。这些设备用于设计和制造装配工具,有时还可以用来制造测试原型甚至最终用途部件。3D打印技术的应用极大改变了生产企业传统的制造思路、优化了供应链,大大減少费用的同时还提高了制造效率。 桌面3D打印具有成本效益高、生产速度快且能直接现场生产的特点。另一个关键因素是桌面打印机具有开放式的耗材系统,用户可选择来自不同材料制造商的具有不同性能的耗材,以实现各自的应用和制造。3D打印机的这一特征在生产设备、工具和装配辅助方面尤为突出,展示出增材制造过程存在的颠覆性潜力,并已经带来了示范性的改变。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流QQ群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.视频:了解FFF/FDM增材制造技术如何赋能汽车行业 2.多款工业级FDM/FFF 3D打印设备入驻国内领军3D打印手板企业峻宸集团 3.工艺创新:将FDM 3D打印技术的潜力开发到极致 4.从SpaceX到NASA,从赛峰到特斯拉,中国3D打印企业为何能走向世界?