工艺-3D打印技术参考-(第71页)    

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  • 卡内基梅隆大学:一种低成本的金属增材制造高分辨率熔池热成像方法

    卡内基梅隆大学:一种低成本的金属增材制造高分辨率熔池热成像方法

    导读:这种测量方法克服了传统红外测量技术的局限性,传统红外测量技术通常存在表面特性和可见度因素方面的问题。据科学家称,该方法的高帧速率和分辨率为复杂过程提供了新的视角。除了精确的温度测量之外,该方法还提供了用于模拟3D打印过程的新参数。根据熔池中峰值温度的分布,可以研究材料蒸发和最终部件的微观结构。该方法的一个主要优点是它独立于金属蒸气的发射率和透射率,这些材料参数不再需要花费巨大的代价来确定。   尽管LPBF工艺被认为是一种成熟的增材制造技术,但它仍然依赖于工艺参数和组件设计的经验选择。尽管金属增材制造技术发展迅速,但早期研究人员发现的几个问题仍然存在,包括热管理问题、孔隙率和裂纹,这些问题可能导致零件无法使用。这些问题推动了现场过程监测和稳健热建模方面的重要研究。 熔池温度测量可用于识别缺陷特征,例如匙孔,凝固区域的冷却速率可用于预测最终的微观结构。熔池热流体模型的进步进一步增加了对熔池内部和周围精确温度测量以进行模型验证的需求。然而,激光穿过粉末床的速度非常快(400-3000mm/s)、且熔池尺寸小(0.1-1mm)并具有高温梯度(5 K/至 20 K/)。 实现实时自动化缺陷检测的最大挑战 高速可见光谱相机、热红外 (IR) 相机和光电探测器均已用于测量熔池温度,以深入了解该过程的热力学。尽管使用热像仪能够进行温度测量,但这些近似值需要假设单一发射率,可能会导致较大的温度误差。其他热监测工作已经以宽视场捕获了整个构建过程,但也需要精确的材料相关发射率校准。典型的LPBF 扫描速度约为1000mm/s,激光光斑尺寸约100μm,大多数热像仪无法提供捕获熔池液位温度瞬变所需的足够帧速率、曝光时间和分辨率。使用照明源和高速相机来测量熔池尺寸,但没有提供温度场。使用光电探测器可以感测熔池热发射的平均强度,然后将其与零件中的缺陷相关联。 使用现场监测技术进行缺陷检测的水平 用于LPBF熔池温度测量的双色高温测定法是另一种方法,其主要优点是不需要熔池的发射率。使用双色红外高温计和有限元分析模型可以估计两个通道上发射率的光谱变化。高温计的光斑尺寸为0.95mm,从而获得空间平均熔池温度测量结果。双色热成像将双色图像转换为热图,并已被用来捕获火焰温度与熔池类似,也表现出动态发射率。 8月2日,增材制造技术前沿注意到,卡内基梅隆大学介绍了一种使用单个商用彩色相机对熔池温度进行成像的实验方法,并将结果与多物理场计算流体动力学(CFD) 模型进行比较。这种方法利用了双色热成像原理,它不需要熔池发射率、羽流透射率和相机视角系数的经验知识。研究人员使用美国国家标准与技术研究所(NIST)的黑体光源和钨丝灯在1600K和2800K的温度之间验证了彩色相机准确测量温度的能力。 卡内基梅陇大学的研究人员在此详细介绍了基于商用高速彩色相机的空间和时间分辨温度测量工具的开发和验证。通过在LPBF中使用彩色相机进行双色热成像,减轻了激光光路中的未对准问题,同时保持了高空间和时间分辨率。该方法减少了与对齐多个相机相关的挑战,并且通过使用具有内置彩色像素滤光器阵列的相机传感器消除了广泛的空间校正的需要。此外,该设置的便携性允许系统在机器之间移动并使用黑体进行验证空腔散热器。 卡内基梅隆大学开发的实验装置 对316L不锈钢的构建板上有粉末和没有粉末的五个连续熔池温度场进行比较 为了演示这项技术,在商用激光粉末床熔融3D打印机上,使用一台离轴高速彩色相机,以每秒22500帧的速度拍摄构建板上2.8×2.8mm的区域。 316L不锈钢在不同加工条件下的熔池温度场显示出3300K和3700K之间的峰值,这取决于激光功率和粉末存在时增加的可变性。  316L 不锈钢的熔池捕捉 In718和Ti6Al4V的测量显示出可比较的温度,然而,由于铝的蒸发增加了羽流阻碍,特别是在Ti6Al6V中。  316L 不锈钢、In718 和 Ti-6Al-4V 的熔池温度场比较 功率和速度组合的实验和模拟结果 将FLOW-3D®CFD模型拟合到316L不锈钢熔池横截面几何形状的原位测量中,可以确定菲涅耳系数和调节系数的多种组合,从而实现几何一致性。其中只有两种组合与热图像一致,激发了对热成像的需求,可将其作为推进复杂物理模型验证的一种手段。 研究人员已经能够利用相机技术记录温度曲线取得有希望的结果。他们看到了将其方法转移到其他3D打印工艺的巨大潜力,从而提高航空或机械工程中增材制造的质量和效率。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.在线研讨:聚焦SLA 3D打印技术的最新发展、材料和应用 2.首个国产电子束3D打印机制造的钛合金髋臼杯获批三类医疗器械注册证 3.8月,传统工艺&增材制造:现场碰撞! 4.SLM Solutions获得可移动光学系统、可扩展大尺寸金属3D打印技术
  • 知识分享:陶瓷直接增材制造裂纹的产生原因

    知识分享:陶瓷直接增材制造裂纹的产生原因

    造成陶瓷增材制造工业应用滞后的主要原因是成形缺陷过多和成形质量差。其中,裂纹缺陷严重影响陶瓷件的力学性能,是该技术向工业实用化推进的最大障碍。目前,现有的陶瓷增材制造裂纹缺陷研究主要集中在实验方法的裂纹形貌和抑制上。在往期文章中,3D打印技术参考已经介绍了直接陶瓷增材制造的裂纹形态,本期内容主要介绍陶瓷直接增材制造裂纹的形成机制。 陶瓷直接增材制造技术裂纹形成因素(来源见文末) 陶瓷直接增材制造受激光成形的快速加热和快速冷却特性的影响,在沉积部分不可避免的产生内应力,从而形成微观和宏观裂纹缺陷。微裂纹主要是由沉积层内部的应力场和内部微缺陷(如气孔、缩孔等)引起的。当采用铺粉SLM技术通过高能量密度激光束直接熔化冷陶瓷粉末时,在很短的时间内产生大量的热交换,容易产生热冲击现象,从而产生高冲击热应力,导致在沉积部件表面存在少量深度低于50µm的微裂纹。随着熔池的移动,沉积层因温度分布不均而产生不均匀的热应力场,导致局部拉应力过大,进而产生微裂纹。此外,过多的残余热应力在沉积层中积累,导致陶瓷晶粒沿晶界相对滑移,形成晶间裂纹。裂纹形貌与晶粒生长方向密切相关。在沉积部分的冷却阶段,柱状细胞晶体沿散热方向生长,柱状胞状晶体的晶间结合强度低。当收缩拉应力超过晶界界面能时,裂纹沿晶界扩展,形成晶间微裂纹。裂纹扩展过程中可能会发生一定的角度偏转。当晶粒内原子的键合强度超过裂纹扩展能时,原子键断裂,晶粒内形成微裂纹尖端,在内应力作用下继续扩展,形成穿晶微裂纹。然而,由于穿晶断裂需要更高的裂纹扩展能量,当裂纹扩展能量超过陶瓷材料的断裂阈值时,裂纹优先沿晶界扩展形成晶间微裂纹。沉积部分冷却阶段引起的内部相变也会产生微裂纹缺陷。 相变裂纹:(a)裂纹形成示意图;(b) 相变产生的微裂纹 裂纹也可能由沉积层内的微缺陷引起。在熔池冷却凝固阶段,熔池中的气体来不及逸出或惰性气体被截留,从而形成气孔,气孔周围存在明显的应力集中。当应力超过孔隙的表面自由能时,就会产生微裂纹。在冷却凝固后期,残留在晶界处的未固结液相受到收缩拉应力,导致晶界液膜分离,形成微裂纹。有研究发现,在Al2O3/ZrO2陶瓷蜂窝状晶体的交叉处容易形成孔隙,孔隙沿裂纹扩展能量释放的方向生长,并受到拉应力形成微裂纹;在莫来石陶瓷的沉积过程中,由于层间抬升的影响,沉积层中的孔隙逐渐扩大,当内应力超过材料的结合强度时,在缩孔处开始产生微裂纹。 (a) 晶间裂纹;(b∼e)孔隙破裂引起的裂纹形成过程示意图 影响宏观裂纹形成和扩展的三个因素主要包括:收缩应力、热应力和杂质引起的晶界偏析。 呈高斯分布的熔池中心能量密度明显高于熔池边缘。随着能量密度的变化,熔池区域呈现出高温梯度的特征,导致熔池凝固过程中不同区域的凝固速率存在差异。熔池凝固从边缘开始,逐渐向中心区域扩展、不同区域凝固收缩受约束力影响产生裂纹缺陷。根据熔池凝固速度快、温度梯度高的特点,熔池Ⅲ区边缘先凝固,并向Ⅱ区延伸。II区的凝固受到III区完全凝固后产生的位移的约束,导致II区在凝固过程中无法自由收缩,从而产生裂纹缺陷。当凝固工作延伸到区域 I 时,区域 I 中熔体的凝固受到区域 II 和 III 的限制。熔体凝固收缩所施加的约束力超过区域Ⅰ材料的强度极限时,就会形成裂纹缺陷。这三个区域在完全凝固后都无法自由收缩。由于区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间仍存在温差ΔT,相邻区域存在残余应力作用,各区域裂纹将进一步扩展形成宏观裂纹。 (a) 激光直接成形熔池热成像;(b)熔池凝固收缩示意图 除了收缩应力外,热应力也是产生宏观裂纹的最重要因素之一。对于送粉陶瓷增材制造技术,粉床中的粉末在极短时间内被高能量密度激光束迅速熔化,而未照射区域仍处于较冷状态。未熔化的较冷材料和熔化的较热材料之间存在较大的热应力,容易在沉积层与粉末的交界处产生宏观裂纹。基板或前一层在成形过程中被高能量密度激光束直接熔化形成熔池,熔池与周围凝固区之间存在较大的热梯度。当熔池高温热膨胀产生的压应力超过熔池边界凝固区的强度极限时,会产生更严重的宏观裂纹。激光加工中急热急冷的特点,使熔池在激光运动后迅速凝固。由于凝固熔池与新熔池凝固收缩的不一致,沉积层内部积累了大量的热应力。受激光高斯分布特性的影响,沉积层沿宽度方向的中心区域能量密度最高,沉积层中心区域与边缘区域的体积变化不一致,从而导致裂纹缺陷中间区域受到较大的约束力。随着沉积层数的增加,由于热导率低,沉积部分顶部区域的温度与底部区域的温度存在巨大差异陶瓷材料,这导致沉积部分的顶部和底部区域之间存在能量梯度,沉积部分中热应力的不均匀分布导致沉积部分顶部和底部之间的体积变化不一致。随着能量密度的积累,沉积零件的变形越来越严重。当能量密度增加到一定程度时,由于过度变形,在底部区域产生具有大开口的宏观裂纹。由于过度变形,在底部区域产生具有大开口的裂纹。对于多通道单层或多通道多层沉积,相邻扫描线不同区域的能量密度不同,导致相邻扫描线之间的热应力分布不均匀,导致不同区域的体积变化不一致,容易形成扫描线交叉处更严重的宏观裂纹。 多相陶瓷沉积时,由于不同材料的热膨胀系数不匹配,会产生较大的热应力,导致各组分热胀冷缩不一致,从而在零件内部或表面产生裂纹缺陷。研究发现,沉积部分中不同成分的热物理参数不匹配导致局部残余热应力增加,从而导致沉积层中形成裂纹。多相陶瓷沉积层与基体的交界处也会产生严重的裂纹缺陷,熔体凝固引起的快速热收缩受基体位移的约束,导致垂直于激光扫描方向的淬火应力方向。与热膨胀系数失配引起的热应力相比,淬火应力对热应力具有根本性的影响,当淬火应力大于熔敷件的强度极限时,沿激光扫描方向产生裂纹。 纵向裂纹形成示意图:(a)熔池裂纹形成过程;(b) 相邻熔融涂层裂纹的连续叠加扩展过程 杂质会引起晶界偏析开裂,陶瓷粉末中总是含有各种杂质,很难得到100%的高纯度粉末。这些杂质被熔化形成低熔点共晶相,并在结晶后期分离形成晶界之间的“液膜” ,液膜切断了部分晶粒之间的连接,降低了晶界的结合强度。当收缩拉应力超过液膜的界面张力时,在晶界处形成结晶裂纹。如果收缩拉应力较低,不足以撕裂“液膜”,则晶界间的低熔点相在封闭空间内被晶体包围,形成闭环区,冷却凝固后,晶界间形成液态熔体无法充填的缩孔。这些缩孔在外力作用下会形成新的裂纹源,并进一步扩大形成宏观裂纹。陶瓷部分凝固后,陶瓷样品凝固后,沉积件中部分残余液相没有应力释放,成形件会产生较大的收缩应力。先前的结晶裂纹在应力作用下进一步扩展为宏观裂纹。 如上所述,晶粒滑移引起的原子键断裂、相变粒子的体积变化、晶间液膜的破裂和孔隙周围的应力集中是直接陶瓷增材制造微裂纹缺陷的固有特征。层间温差引起的拉应力、冷却收缩引起的收缩应力和颗粒相变引起的应力场是微裂纹萌生的必要条件。沉积层中的初始裂纹是遗传性的。在随后的沉积过程中,前一层的裂缝在新的沉积层中继续扩展,使相邻沉积层中的短而无序的裂缝相互连接,形成宏观裂缝。此外,初始裂纹的优先扩展特性在很大程度上决定了沉积部位的裂纹扩展路径和最终裂纹形貌。 本文内容素材来源: 南华大学刘志文副教授《Advances in crack formation mechanism and inhibition strategy for ceramic additive manufacturing》发表于Journal of the European Ceramic Society 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.干货分享:间接陶瓷增材制造裂纹的形态、产生原因及应对策略 2.影响陶瓷增材制造工业化推进的最大障碍及挑战 3.工艺总结:直接与间接陶瓷3D打印工艺种类及特点 4.西工大:SLM激光直接3D打印陶瓷裂纹形成机制研究
  • “3D打印已占生产总量半数以上,目标是实现全过程3D打印”

    “3D打印已占生产总量半数以上,目标是实现全过程3D打印”

    随着增材制造技术不断发展,越来越多的行业开始采用3D打印和创新材料来生产高精度、高质量的零部件,为工业生产提供了有力支持。这不仅帮助企业获得优化零部件的全新设计策略,还简化了生产流程,实现了成本效益和性能导向的平衡。 工装夹具和其他专用工具在制造和组装汽车、工业零部件以及其他产品时起着至关重要的作用。如今,无论是个人还是企业,都在寻求一种更简单、更快捷的方法来开发定制夹具,而3D打印技术已经成为扩展和改进制造流程的最可靠工艺。本期3D打印技术参考所要介绍的,便是3D打印对工装夹具制造所带来的的革命性改变!该技术的引入,深刻影响了一些企业甚至一个行业的制造流程。   新技术让传统CNC的劣势悉数显现  案例一:在2022年12月之前,山东某线束公司工装夹具制造主要使用CNC外发的方式来制作,然而,这种方式面临很多挑战:   1)外包成本:委托制造商进行CNC加工会带来额外的外包费用,包括人工成本和运输费用;还存有各种工装夹具的破损和缺失风险;   2)生产周期延长:由于委托外部制造商,生产周期往往较长,导致生产效率下降。当面对需要快速响应的客户需求,这些就成了CNC的瓶颈,这也可能延误交付计划。   3)灵活性受限:外包制造会限制对夹具设计的灵活性和迭代,难以快速响应设计变更或改进。   线束工厂购置的Raise3D E2打印机 案例二:在2012年之前,澳大利亚产品定制公司Skyzer主要使用夹具制造外包的方式来制作装配工具或零件,这种方式需要支付高额加工费。Skyzer每年要处理成千上万的设备,如果所有装配夹具都交给第三方来生产,费用将会非常高昂。据Skyzer公司CEO Troy Sneddon表示,“以前用第三方制作的方法,我们每次支出费用高达一万美元,对于大项目来说,这个费用还能接受,但对于较小的订单来说,这个制作成本就太高了。”   3D打印,改变了企业主的思考方式  来自山东的线束公司在2022年年底购置了2台Raise3D 的E2打印机,在Raise3D打印设备加入生产后,极大缓解了生产需求,他们无需完全依赖外包,实现自主生产,这颠覆了他们以往的思维模式和设计开发流程工艺。自公司购置第一台E2打印机以来,已经打印了2000多个工装夹具。 该企业的工程技术主管表示:使用Raise3D E2打印机,在保证零件性能和保持竞争优势的同时,单个零件和批量零件的生产成本都得到了极大的降低。我们估算过工装夹具传统CNC外发每小时工作价格在200元左右,目前使用3D打印,制件时间跟CNC类似,但制作成本只有CNC的十分之一。从劳动力方面来讲,E2在打印时无需人工在旁监督,从而大力减少了人工成本。”   使用Raise3D E2现场打印工装夹具 另外,Raise3D E2打印机可以加速原型设计和测试,原型制作交付周期缩短,流程得到了大幅简化,企业可以更快地进行测试和设计迭代。为扩大产能,该线束公司今年又加购了2台E2,目前有4台E2打印机投入到定制夹具及其他零件的生产中。   澳大利亚Skyzer公司在2012年就引进了3D打印技术,在积累了10年的3D打印经验后,今年,Skyzer添购了多台Raise3D Pro3打印机来扩大产能。据Skyzer预计,在引进使用Raise3D Pro3后,能够减少公司整体32%的生产成本。使用3D打印机制作夹具后,在组装产品时只需要一名工人,大幅减少生产所需劳动力。除了能降低成本,工人使用定制夹具组装产品时,还可以有效的避免损坏或刮坏产品。 打造高精度、小批量、柔性生产解决方案  E2和Pro3打印机是Raise3D推出的两款重量级的专业级FFF 3D打印机,具有满足多种应用需求的潜力。   来自山东的线束制造企业在进行设备选型时,看中了E2打印柔性材料的优势,且拥有IDEX独立双喷头,支持同时打印、双色打印,可支持快速小批量生产。该打印机的优势在于它的高打印精度和稳定的打印性能,可以准确打印出高质量模型,并且能保证打印件表面光滑细腻。 使用Raise3D E2现场打印电测台空板 使用Raise3D E2打印的电测台空板 使用Pro3打印的TwoGood免接触式洗手液机组装夹具 全新自主研发推出的双喷头3D打印机Pro3系列可满足生产以及多尺寸快速原型开发的需求,具有高精度、稳定运行等特点。Pro3系列加粗了Z轴光轴,强度增加75%,提升了设备的稳定性,可实现24小时不间断高效工作。Sneddon表示:“3D打印机的可靠性是指我们能放心让机器整晚不停歇的自主打印。” 作为一种基于3D打印的柔性生产模式,E2和Pro3还可以轻松实现传统工艺无法加工出的复杂结构,除此之外,还可以实施设计策略来优化部件本身,在不影响结构强度的前提下实现轻量化处理,进一步降低生产成本。   基于云的生态系统,助力3D打印高效管理  RaiseCloud是企业生产夹具时必不可少的管理工具。Raise3D的打印机在投入生产后一直处于全天候运转的状态,通过RaiseCloud可以同时绑定和监测多台Raise3D打印机,并支持在同一个界面上查看所有不同设备的状态,工程师可根据每台设备的打印进度进行排单。   RaiseCloud负责生产监控的工程师可以在任何地方、任何时候通过摄像头监测生产过程,一旦发现生产出现问题,也可以及时对打印进度进行调整。摄像头还配有延时摄影功能,当打印出现问题,还可以回顾打印过程的影像记录,进行问题排查,在后期打印中进行调整。在灵活使用RaiseCloud后,3D打印工作间更像是一个无人化的生产车间,助力工程师轻松快捷地进行夹具生产制作。 高成本效益,3D打印取代CNC成为可能 简单易用、精准稳定,Raise3D E2和Pro3适合不同生产线上进行配置,无论是汽车线束还是工控设备,它们都能帮助进行紧急快速工装的交付。Raise3D打印设备加入生产后,为企业提供了足够的支持,满足大多数的批量生产需求,他们的工程师可以根据生产进度灵活排期。   使用Raise3D E2打印的检测夹具 来自山东的企业工程技术主管表示,“3D打印机几乎实现24小时打印,为我们节省了巨大的生产成本和时间,是我们非常重要的生产工具。目前3D打印已经占生产总量的半数以上比例,然而,我们的未来目标是实现全部生产过程的3D打印,成为生产检具、夹具和其他固定装置的理想解决方案。”   Skyzer则在考虑引进Raise3D推出的金属3D打印机和更大尺寸的工业级3D打印机,以及更多种类的耗材。他们认为3D打印拥有巨大的潜力,能够让他们更好服务顾客。“我们预见,利用3D打印技术在公司内部进行产品设计和研发,将给我们带来更多机遇,进一步协助我们拓展客户解决方案。”Sneddon期待看见Raise3D未来在更多领域上的应用。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.浙大团队利用Raise3D E2为吹塑工件设计低成本4D打印充气结构 2.Raise3D助力低成本小批量生产 3.成本与效率:颗粒3D打印 VS 玻璃钢制作 4.吕坚院士团队:4D增减材复合制造高精度、高度复杂结构陶瓷
  • 华曙高科四大技术突破,保障金属3D打印批量化高效、稳定生产

    华曙高科四大技术突破,保障金属3D打印批量化高效、稳定生产

    当前,“批量生产”正在成为金属3D打印的一大重要特征,尤其在航空航天领域,越来越多的案例证明了粉末床激光熔融3D打印技术批量生产的可行性。工业级3D打印领航企业华曙高科针对批量化生产中效率低、成本高、产品一致性差等难题,不断推进降本、提质、增效的工艺研究,为工业零件批量化制造提供更多增材制造解决方案。 FS511M是华曙高科于2023年发布,针对批量化增材制造推出的四激光双向铺粉金属增材制造设备。FS511M配备自研全套操作系统,可实现产线布局,其成型缸尺寸为540×540×670mm(含成型基板厚度),XY轴成型尺寸为同类产品最高,标配4×500W激光,最大体积成形效率可达100cm³/h。 与行业同级别产品相比,FS511M具备华曙高科四大技术突破,保障用户实现批量规模化高效、稳定生产。 技术突破一:同级别国产唯一自动粉末循环增材系统 在金属3D打印过程中,粉末材料筛分、换粉、输送、粉末封装等环节如采用人工或半自动的方式,将耗费大量人力与时间。这些都是增材制造过程中不容易被看到的隐形成本,但在实际生产中却是影响打印效率、交付工期的重要因素。 华曙高科认为,这些隐形成本可以通过更加便捷、安全的全自动粉末循环方式而减少。 FS511M配备了华曙高科自主研发的自动粉末循环增材系统,集新粉输送、溢粉回收及溢粉筛分功能为一体,能实现惰性气体保护下100%全闭环粉末管理,清粉效率高,安全可靠。 技术突破二:创新风场设计,确保大幅面打印质量稳定 在金属3D打印过程中,激光与粉末相互作用过程中的工艺不稳定性导致了各种缺陷的产生。激光熔化金属粉末过程会产生大量熔渣和烟尘,对成形腔体内光学器件、腔体环境、成形面产生持续性的污染、严重影响光束质量与熔融成形质量,进而成为批量制造质量控制的一大难题。 FS511M具备高质量、稳定一致的批量生产能力。它拥有全新优化的风场设计,多层风场加风墙设计,保证风场从右往左均匀分布,全腔室吹风气流极大减少腔内紊流,提升大幅面多激光打印均匀性,实现高质量长时间打印。 技术突破三:自研精校准系统,实现高精度搭接 多激光3D打印系统是面向高效率、批量制造的解决方案之一,也是粉末床激光成型工艺发展的新趋势,它意味着可以给客户提供高效率、低成本的解决方案,也为3D打印技术在更多行业领域的应用打下坚实的基础。 为确保打印质量,实现高精度搭接,FS511M采用华曙高科自主研发优化搭接策略+精校准系统,全面攻克了多激光增材制造系统中存在的多个激光之间的激光一致性问题、扫描振镜搭接校准问题、搭接稳定性问题以及多激光扫描任务分配问题等诸多难题,使得打印质量及性能更加均匀,多激光搭接偏差≤土0.05mm。 技术突破四:三工位一键转移,方便快捷人机友好 在批量生产中,大尺寸成型缸的转运效率和安全性是一大挑战。得益于华曙高科雄厚的自主研发能力,FS511M配备华曙自主研发的缸体“建造”、“清粉”及“取件”独立三工位,并拥有“一键转移”功能,取件方便,减少人工操作,避免取件过程中的机械碰撞,保护客户资产。惰性气体全程保护,保障清粉安全。 与此同时,FS511M独创的U形梯道设计空间大、便捷性高,支持多人进行不同工作操作,让用户感受人机友好、操作轻松,提升工作效率。 增材制造市场始终保持着高速发展的态势,将为整个制造业带来极大的生产力提升。华曙高科秉承创新推动3D打印产业化的理念,将始终致力于为用户最大化提升产能规模,满足市场多样化需求。未来还将持续发布更多创新、产业化的增材制造解决方案。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.提升超3倍!华曙高科大尺寸金属3D打印效率获重要突破 2.华曙高科增材制造研发制造总部项目正式启动 3.自支撑、尺寸更小、性能更强│3D打印颠覆性的卫星天线 4.行业论坛:粘结剂喷射金属3D打印基础技术、应用与市场现状,及未来发展
  • SLM Solutions获得可移动光学系统、可扩展大尺寸金属3D打印技术

    SLM Solutions获得可移动光学系统、可扩展大尺寸金属3D打印技术

    8月9日,3D打印技术参考注意到,SLM Solutions已收购一家名为Adira AddCreative的葡萄牙公司,以增强其大尺寸粉末床激光熔融3D打印技术的开发能力。需要指出的是,SLM Solutions已经是该技术领域大尺寸制造的领导者,后者能有哪些独特的技术,能让其花费巨资进行收购呢? 3D打印技术参考查询到,Adira  AddCreative能够通过SLM技术打印安装在航空发动机中的大尺寸涡轮盘。其技术来源于Fraunhofer ILT的可扩展下一代金属3D打印技术。具体地说,为了提高系统的生产率,Fraunhofer ILT采用了扫描振镜和线性轴系统的同步运动(也即光学系统可移动),这便为打印尺寸的可扩展提供了可能。这也是与当前商业化的产品最大的创新之处,使基于SLM工艺的金属3D打印技术的成型尺寸可能不再受限制。 在此之前,SLM技术领域采用的是固定式的光学系统,配合更多的激光和扫描振镜来增加打印幅面,而新的运动式光学系统代表了大型部件制造的一种潜在变革方法,为超大型部件提供了可扩展的解决方案。 可移动光学系统SLM技术加工方案 Fraunhofer ILT基于粉末床的金属3D打印技术新型加工解决方案是其FutureAM项目的一部分。该项目于2017年11月推出,旨在将金属部件的增材制造加速至少10倍,重点呈现从订单到完成金属3D打印组件的数字和物理增值的整体视图,目标是向增材制造的新一代技术迈进。该项目在结束时取得了技术上的飞跃,AddCreative 则成功对Fraunhofer ILT的技术进行了商业化。 这种激光粉末床熔融 (LPBF) 工艺将整个构建体积分解为单个区域,并在可移动构建室内以最佳顺序将它们一一打印。激光头可以在龙门架上移动,从而可以独立操作铺粉。该系统配置可以允许多个激光器同时打印多个零件,从而提高机器的速度和制造更大零件的能力。它最初配备四激光器系统,后来扩展到 5 个激光器,并且可能进一步扩展到12个激光器。 可移动光学系统SLM技术加工过程 316L不锈钢打印;20个零件合并为1个;直径700mm,高80mm 直径840毫米,高425毫米,40个零件合并为一个,有中空通道和薄壁结构,58千克 作为当前激光粉末床熔融金属3D打印技术的重要领导者,SLM Solutions一直在研发大尺寸机器,3D打印技术参考在过去几年也一直在不断更新其技术进展。NXG XII 600是该公司于2020年底推出了的12激光3D打印机,该系统具有600 x 600 x 600 毫米的构建尺寸,是业内首款配备超多激光的金属3D打印机,该型号已被众多知名用户所安装,如Divergent Technologies、Sintavia和Collins Aerospace;2022年,该公司获得美国军方的间接资助,用以开发将Z轴扩展到1.5米的NXG XII 600E;在去年的Formnext展会期间,它还展示了一款更大的机器,能够打印最大3.0 x 1.2 x 1.2米的零件。 SLM Solutions 表示,基于Fraunhofer ILT用于激光粉末床熔融的可移动光学系统加工技术,Adira AddCreative凭借其1m x 1m构建平台和类似的12激光器的容量“完美地融入”了其产品线,将带来“更高的灵活性和可扩展性”以及成本效益”,适用于航空航天、能源和国防领域的3D打印应用。 AddCreative推出的商业化可移动光学系统SLM技术加工系统 SLM Solutions首席执行官 Sam O'Leary 表示:“将这项先进技术集成到我们的产品组合中有助于完善我们的产品,缩小我们当前产品与未来大型增材制造系统之间的差距。这是我们不懈创新的又一证明。旨在为客户克服制造挑战并持续改变制造格局。” 3D打印技术参考梳理当前的技术创新手段,认为提升SLM技术打印效率的主要手段有增加激光器数量、优化光源种类、优化打印工艺和铺粉工艺、以及区域打印技术带来的革新;而对于增加打印尺寸,传统的方式不得不大量增加激光数量,而可移动式光学系统为基于激光的金属3D打印进一步扩展尺寸带来了可行的解决方案。 最后,SLM Solutions已被尼康以6.22亿欧元收购,后者持有其92% 的股份。通过此次收购,无疑进一步增强了这家公司在金属3D打印领域的创新实力。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.专题:2021,多激光、超大型金属3D打印的时代已经到来 2.区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战 3.蓝光+区域打印 | 美空军资助100倍速未来金属3D打印设备研发 4.SLM-可进行多金属3D打印的材料体系,制造潜力、难点与要点
  • 自支撑、尺寸更小、性能更强│3D打印颠覆性的卫星天线

    自支撑、尺寸更小、性能更强│3D打印颠覆性的卫星天线

    空间通信领域的竞争日益激烈,不断开发创新产品成为趋势。该领域应用的领先机构Thales Alenia Space总结了为设计、制造和测试与增材制造工艺兼容的紧凑轻型波纹喇叭而进行的工作。该研究以减小喇叭尺寸并保持传统波纹喇叭的主要性能为目的开展,设计了具有新轮廓的波纹喇叭,并采用铝合金3D打印一体成型。最终喇叭的长度减少了35%,相关测量指标测试符合要求,这种新产品对空间应用非常有吸引力。 喇叭天线在卫星通信过程中可以避免干扰其他通信系统,波纹状喇叭始终提供非常宽的频率带宽、低交叉极化水平、低旁瓣水平和低回波损耗,使其成为许多应用中非常有吸引力的解决方案。在过去几年中,优化仿真工具的使用已成为紧凑型波纹喇叭天线设计的一场革命。目前,由于优化工具的高度发展,波纹喇叭通常不再通过预先确定的轮廓来定义,并且通常将优化集中在每个波纹的内外半径作为设计过程中的变量。然而,波纹喇叭天线的整体尺寸正成为真正的关键问题。过去,波纹喇叭通常由锥形轮廓定义,当必须设计具有窄波束宽度的喇叭时,传统的锥形轮廓是巨大的,因为它们会导致窄的喇叭角和大的孔径,组件的尺寸会很大、质量重、制造困难且昂贵。 3D打印的铝合金天线喇叭概念模型 使波纹喇叭更紧凑的一种方法是使用混合波纹水平和垂直波纹。与典型的波纹喇叭相比,这种喇叭天线使性能显著改进,获得了相同的辐射性能。近年来,增材制造在太空应用中显著增长。喇叭天线通常是通过将高导电材料(例如铜)电镀到巨大的心轴上来制造的,之后必须用化学方法将其移除。对于波纹喇叭天线,很明显这些方法在技术上要求很高,且很耗时。增材制造通过逐层构建克服了这些问题,这使得创建复杂结构成为可能。Thales Alenia Space介绍了一种紧凑轻便的C波段波纹喇叭天线的新设计,其外形结合了与3D打印兼容的轴向和径向波纹。所创建的天线喇叭中包含了晶格结构,这种方案使喇叭在不使用支撑结构的情况下与增材制造兼容。45°波纹的倾斜对喇叭的射频性能和打印都有直接影响,因此有必要通过修改每个倾斜波纹的深度来重新优化其轮廓。先前在基于超表面的喇叭设计方面的方法开发有助于识别和改进喇叭的优化。   具有轴向和径向波纹的喇叭剖面示例 参考喇叭天线与紧凑型天线的比较   支持径向波纹的格子结构 喇叭天线是在3D Systems的DMP Factory 500上制造的,其成形尺寸为500 x 500 x 500 毫米。零件的材料选择了AlSi10Mg,以60μm的层厚打印,在不到72小时内完成。通过应用DfAM原则(增材制造设计)以及多公司之间的良好合作,零件的功能特性避免了对临时支撑结构的需要。这减少了后处理时间,从而减少了制造成本。RF法兰接口的表面质量对于高性能至关重要,该零件经过了CNC加工。3D打印紧凑型喇叭天线 多年来,Thales Alenia Space已经确定了增材制造解决方案在太空天线应用中的潜力。2022年,超过1500个3D打印组件已安装在Thales Alenia Space卫星上。天线产品的高度可定制性推动了非经常性设计成本,而生产量相对较低。增材制造使设计人员能够实现质量节省、紧凑性和技术性能增强。对于天线组件,质量节省通常会导致组装时间减少,其影响不可低估。虽然增材制造确实有设计限制,但它提供了一种灵活性,即形式服从功能,从而提高射频性能。 使用增材制造的主要优点是设计紧凑,非常适合于太空应用。与传统制造技术相比,其他优势包括质量节省和整体零件设计以及缩短的交货时间。演示器的复杂设计给传统技术带来了很多制造风险,而DfAM方法大大降低了制造风险。在生产成本方面,增材制造解决方案与机加工解决方案不相上下。但随着3D打印技术的发展,生产率和生产成本都在得到改善。 总的来说,本文介绍了一种通过增材制造制造的紧凑型C波段波纹喇叭的颠覆性设计。轴向和径向波纹的特殊性允许显著减少喇叭长度,同时保持与传统喇叭相同的射频性能。这种设计为卫星通信带来了多种优势,减少体积和质量以及节省成本和制造进度。该设计也是可3D打印的,可实现生产形式的多样化。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.380万欧元!空客大手笔签订3D打印零件制造合同 2.超高温SLS|聚合物粉床3D打印技术的重要发展,以史玉升教授团队技术为例 3.NASA投入新资金启动25项太空探索3D打印项目 4.62页成果下载:ASTM发布由NASA支持的增材制造现场监控技术战略指南
  • 干货分享:大幅面FDM 3D打印设备、材料和应用

    干货分享:大幅面FDM 3D打印设备、材料和应用

    增材制造生产的聚合物零件根据尺寸可分为:小型增材制造(零件体积小于1m3)、大幅面增材制造(零件体积大于1m3)。聚合物大幅面增材制造(LFAM)是一个具有巨大增长潜力的研究领域,其当前的主要进展是能够以更快、更便宜和可靠的方式生产大尺寸部件。根据市场研究分析,在综合了打印能力和制造成本后,涉及聚合物材料的所有增材制造系列(表1)的结果表明,目前最适合生产大幅面聚合物零件的增材制造工艺为熔融挤出(原材料可以是长丝或颗粒)。 表1 AM系列大幅面聚合物商业打印机的特点 2023年1月,葡萄牙的里斯本大学(ULisboa)的Carlos M. S. Vicente研究团队在《Progress in Additive Maufacturing》杂志上发表题为“Large-format additive manufacturing of polymer extrusion-based deposition systems: review and applications“的综述,该综述对聚合物的大幅面增材制造 (LFAM) 工艺进行了回顾,随后进行了大幅面聚合物商业打印机的市场研究,对当前LFAM系统配置及其控制方面进行了概述,描述了与增材制造聚合物大型零件制造相关的设计和建模方法,以及目前正在应用和开发的材料。最后,总结了LFAM在交通、学术、建筑和能源领域的应用。 大幅面聚合物商业3D打印机 熔丝挤出成型(FFF)或颗粒挤出成型(FGF)已成为业内最广泛使用的增材制造工艺之一。常用的有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS)、聚碳酸酯 (PC) 或聚乳酸 (PLA) 等聚合物,但是该聚合物机械性能有些限制,为了提高FFF或FGF零件的机械性能(强度、刚度和蠕变),聚苯砜 (PPSU)、聚醚酰亚胺 (PEI) 和聚醚醚酮 (PEEK) 等工程塑料正在不断开发。目前市场上主要的是小型或功能型熔融挤出设备,大幅面熔融挤出增材制造设备市场还有待开发(表3为商业LFAM打印机)。下表为小幅面和大幅面熔融挤出增材制造主要过程特征。 表2 小幅面和大幅面熔融挤出增材制造主要过程特征表   3D打印系统配置 较大零件的制造无疑意味着系统配置类型及其自动化和控制机制的复杂性增加,为了解决这个问题,提出了多种解决方案,如结合机械臂打印、原材料用颗粒代替长丝、在同一打印头上配备多个喷嘴、携带多个打印头的机器人协同工作、模块化协同制造等方法提高打印速度、精度(图1)。   图1 LFAM打印机的系统配置 各领域应用  大幅面增材制造技术在航空航天、汽车、建筑、模具、能源应用等经典工业领域及定制化、小批量制造领域(如消费品、医疗保健等)具有广泛应用。 大幅面增材制造技术在各领域的应用(2020)  其中航空航天一直是引领增材制造市场的主要行业之一,该行业具有特定的制造要求(设计复杂、轻量化、需具有阻燃性),LFAM技术在该领域的应用包括飞机内饰和机舱部件、制造空气动力学模型、飞机概念模型验证、模具及夹具、无人机及火箭上的部分零部件。2019 年,Diel Aviation 宣布交付其最大的全 3D 打印部件——Curtain Comfort Header,该部件安装在 A350 XWB 飞机上。阿提哈德航空采用 LFAM 方法首次对空客 A320 侧壁进行全尺寸打印,其中包含打印导电轨道、天线和装饰部件。 汽车行业是增材制造技术的主要用户,该行业的竞争力主要取决于设计能力及更清洁、更轻、更安全的产品,主要应用包括汽车部件、汽车原型及汽车模具及相关工具。2013年,第一辆“3D打印汽车”Urbee诞生,该汽车的车身、保险杠、仪表盘等零件都是3D打印工艺制造。   图2 LFAM在交通运输领域的应用 LFAM在建筑和建造中的主要应用包括建筑模型、房屋、窗户、家具和装饰物品以及用于场外施工的模具。增材制造综合能源(AMIE)示范项目中使用LFAM制造房屋(图3a)大约 80% 的房屋(包括各个部分)是使用 ABS/CF进行3D打印的,沉积速率为45公斤/小时,该房屋面积为19.5平方米,其建造目的是建造一座节能建筑,减少材料浪费,作为增材制造在建筑行业能力的典范。另外,中国公司青岛独特产品开发有限公司开发了一台大型3D打印机(12×12×12 m),可以用GF增强石墨烯打印整个房屋。   图 3 LFAM 在建筑施工领域的应用  LFAM在能源领域的主要应用之一是风力涡轮机,例如风力涡轮机原型、风力涡轮机叶片、分流器以及机舱盖的开发。2014 年,Abdelrahman…
  • 液态金属打印——发展成为铝合金增材制造的游戏规则改变者

    液态金属打印——发展成为铝合金增材制造的游戏规则改变者

    液态金属打印是一种新型但有前途的增材制造技术。该工艺的特点是,材料以线材形式送入,并在微铸造工艺中逐滴施加。 液态金属打印工艺属于金属基增材制造工艺,其中通过重复应用材料逐层构建组件。与大多数基于焊接的工艺相比,液态金属打印不需要高能量光源来熔化材料,因为材料是被熔化并逐滴施加的。这些组件是通过在构造方向上应用材料并结合高精度工作台来构建的。   液态金属打印功能原理示意图(来自弗劳恩霍夫 IGCV)  利用液态金属3D打印技术,可以实现液滴直径在500-750微米之间的近净形状生产,施用量高达400立方厘米/小时。该工艺的主要优点可概括如下: 生产时间短,订单率高; 生产过程中热负荷低; 与粉末和激光工艺相比,原材料成本更低(基于线材)。 采用液态金属3D打印技术加工铝合金,可以为航空航天、交通、能源等行业释放新的潜力。2022年,3D打印技术参考注意到,美国海军将基于液态金属3D打印的增材制造设备安装在了战舰上。 在一个名为“AluWireLMP”的项目中,Frauhofer IGCV(弗劳恩霍夫浇铸、复合材料和加工技术研究所)与项目合作伙伴 GROB-Werke GmbH & Co. KG(明德尔海姆)和 Gutmann Aluminium Draht GmbH(魏森堡)一起,致力于建立和鉴定新型工业相关的铝合金打印技术。为此,Frauhofer IGCV配备了格劳博GMP3000,作为首个用于液态金属3D打印的系统。 重点是通过确定和评估断裂伸长率、屈服点或拉伸强度以及密度和尺寸精度等部件特性来系统优化含镁铝合金的工艺参数和工艺资格。 液态金属打印的AlSi12测试样本,液滴产生和环境条件发生变化 该项目的目标是使用液态金属3D打印技术优化加工AlSi10Mg。为了接近和探索可加工的材料范围,当前研究的重点是AlSi12合金。研究人员将使用测试样本检查液滴驱动和环境条件对部件和工艺性能的影响。 面向应用的组件,由AlSi12打印,具有经过再加工的功能表面 目前,使用液态金属打印技术,可以制造密度超过98%的AlSi12组件。基于数字化建造模型,在没有支撑结构的情况下,在大约120分钟内制作出了面向应用的演示组件。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.上舰 | 美国海军部署第一台金属增材制造装备——液态金属3D打印机 2.工艺综述:近十种铝合金3D打印工艺汇总,阐述技术特点及应用方向 3.上海交大采用国产装备开展铝合金蓝色激光定向能量沉积研究 4.科技讲台 | 纳米陶瓷铝合金的进一步研究,将带来轻量化材料的新一轮变革
  • 吕坚院士团队:4D增减材复合制造高精度、高度复杂结构陶瓷

    吕坚院士团队:4D增减材复合制造高精度、高度复杂结构陶瓷

    香港城市大学吕坚院士研究组实现了4D增减材复合制造形状记忆陶瓷。2023年7月30日,相关研究工作以“4D additive–subtractive manufacturing of shape memory ceramics”为题发表在国际著名期刊Advanced Materials上。该论文的第一作者是香港城市大学刘果博士,通讯作者是吕坚院士。    陶瓷等高温结构材料的发展因其极高的熔点和构建复杂结构的难度而受到限制。弹性体衍生陶瓷的四维 (4D) 打印在陶瓷的几何灵活性上取得突破。然而,陶瓷 4D 打印系统的应用受限于耗时繁琐的形状转变(变形)和材料转变(变质)独立分步的工艺过程、低精度的4D变形机制/3D结构特征/2D表面质量、及低热性能的SiOC基陶瓷。此外,现有4D打印技术制备的陶瓷材料的形状不能发生变化,而现有形状记忆陶瓷的研究受限于低材料普适性、低几何灵活性、小结构尺寸、及低形状记忆功能灵活性。 为了解决上述诸多难题,该研究提出了4D增减材复合制造形状记忆陶瓷的新范式,该范式实现了一步式变形变质4D打印陶瓷,兼具高2D/3D/4D精度、高效率、及大尺寸;研发了具有初始/反向、整体/局部多模式形状记忆功能的宏观尺寸形状记忆陶瓷;提升了所打印复杂网格轻质结构SiOC基陶瓷材料的火焰烧蚀性能。该研究有望拓展高温结构材料在航空航天、3C电子、生物医疗、和艺术等领域的应用。 研究基础 2018年8月,香港城市大学吕坚院士研究组全球首创陶瓷4D打印技术(Guo Liu, Yan Zhao, Ge Wu, Jian Lu. Origami and 4D printing of elastomer-derived ceramic structures, Science Advances. 4, 8, eaat0641, 2018),该技术结合了3D打印,自变形组装,和弹性体衍生陶瓷(Elastomer-derived ceramics,EDCs),在大尺寸陶瓷结构的形状复杂程度,机械强度,制造成本,和适应复杂环境能力上实现了突破。该工作被欧盟委员会列为《面向未来的100项颠覆性技术创新》中4D打印案例之一,其中100项颠覆性技术绝大部分由欧美团队领先,该研究成果为4D打印技术入选的4个案例中唯一中国具有自主知识产权的工作(P. Warnke et al., 100 Radical Innovaation Breakthroughs for the future, 2019)。该工作获颁国家工业和信息化部的科学技术成果登记证书(登记号:3392019Y0014),其评价报告指出“该技术拥有自主知识产权,陶瓷‘4D’打印概念属国际首创,相关技术具有创新性和超前性,有重要的学术和技术价值”。该工作被《人民日报》(头版)、《参考消息》、New Scientist、美联社等国内外知名媒体广泛报道,入选“2019未来科技智能制造十大事件”。     研究亮点1:4D增减材复合制造陶瓷  受中国传统陶艺启发,利用陶瓷前驱体材料的易加工性,集成了陶瓷4D打印系统与减材制造、异质工程、表面工程等技术,提出了4D增减材复合制造陶瓷的新概念。    突破了先前4D打印陶瓷技术的局限性,探究了基于非接触式激励的一步式变形变质4D打印陶瓷机制。 验证了批量化高速高精4D打印陶瓷的可行性,有望将单个样品的制备控制在一分钟内。 突破了陶瓷打印领域高3D结构精度与大尺寸不可兼得的难题,十厘米级陶瓷最小特征尺寸可达十微米级。   研究亮点2:4D打印大尺寸形状记忆陶瓷 研发了4D打印形状记忆陶瓷技术,实现了整体/局部、初始/反向多模式形状记忆功能,建立了智能化控材控形控性策略。 填补了大尺寸形状记忆陶瓷、4D打印形状记忆陶瓷两项研究国际空白。 通过4D打印全陶瓷叶盘模型验证了高4D变形精度、大尺寸、复杂结构形状记忆陶瓷材料制备的可行性。   研究亮点3:2D/3D/4D前驱体抛光 研发了基于高能束或机械研磨的2D/3D/4D前驱体抛光技术,化陶瓷抛光为前驱体抛光,化曲面抛光为平面抛光,并利用前驱体在陶瓷化过程伴随的收缩效应,改善了3D/4D打印领域普遍存在的台阶效应,为高2D表面质量、复杂形状陶瓷材料的制备提供了新思路。在全陶瓷叶盘模型示范中,通过机械研磨和激光抛光,曲面陶瓷叶片的表面粗糙度分别降低了65%和37%,有助于延长叶片的使用寿命。 研究亮点4:复杂网格轻质结构陶瓷材料热性能 针对SiOC非晶陶瓷材料高温应用受限的痛点,探究了原子层沉积(ALD)技术对3D/4D打印复杂网格轻质结构SiOC基陶瓷材料火焰烧蚀性能的提升作用机制,拓展了复杂结构SiOC基陶瓷材料的高温应用前景。 该工作利用ALD技术在3D/4D打印复杂网格结构SiOC基陶瓷材料的表面制备Al2O3涂层。作用机制分为以下四个方面: 第一:Al2O3为六方致密结构,可有效阻隔外界氧气往基体内部扩散,避免SiOC氧化; 第二:当SiOC用于航空发动机关键构件,会发生水氧腐蚀现象,原理是SiOC会与氧气发生,形成SiO2,而SiO2会与发动机燃料燃烧形成的水蒸气发生反应,形成Si(OH)2挥发物。而Al2O3比SiOC具备更高的耐水氧腐蚀性能; 第三:Al2O3会与SiO2反应形成莫来石(3Al2O3·2SiO2),莫来石具备高熔化温度(1910℃)和低导热系数(≤0.35 W/(m·℃)),可作为热障涂层; 第四:ALD技术可以确保Al2O3涂层在3D/4D打印陶瓷表面的全方位均匀覆盖,在打印结构的外表面和网格内部丝材表面上都均匀形成了富Al2O3层,其对复杂结构SiOC材料的全方位保护是物理气相沉积(PVD)等传统技术很难实现的。  因此,该研究的3D/4D 可打印复杂结构SiOC基陶瓷也表现出异常的高火焰烧蚀性能。Al2O3沉积的纳晶-非晶双相(NCADP)陶瓷网格的火焰烧蚀性能明显高于未受原子层沉积的对应物。在1400 ℃的火焰烧蚀试验(1分钟)中,Al2O3沉积的AlON–SiOC NCADP陶瓷网格表现出的热稳定性,是典型热障涂层(TBC)增强的IN718合金块材的6倍。所制备的陶瓷网格的平均密度为1.2-1.9 g…
  • 面向工业高质量制造 | 德迪智能推出全新一代金属3D打印机

    面向工业高质量制造 | 德迪智能推出全新一代金属3D打印机

    面对工业、医疗、消费品等领域规模化的智造需求,2023年8月,德迪智能正式推出全新一代三激光金属增材制造系统——DLM-500T,为行业客户提供更专业、提质、降本、增效的增材制造解决方案。该设备采用自主化光路控制系统,集成度高,可实现多变、自由的工艺控制策略,具有全程实时数据监控和故障分级自诊断功能,尤其适合于模具行业使用。 德迪智能表示,新推出的DLM-500T尤其适合于模具行业应用,能够制造出微米级的精细花纹和连续曲面;抛光细节优秀、止滑效果可控;上千组0.1mm直径均匀排气孔,腔内的各位置溶胶流速均匀、脱模轻松,鞋材成型效果优秀,表面无麻点气泡,对比传统铸造钢,3D打印模具的寿命显著提升。 DLM-500T打印的鞋模 DLM-500T打印的鞋模 DLM-500T打印的鞋模 该公司表示,采用DLM-500T设备,一天内可完成结构强度良好、表面纹路细腻的3D打印鞋模制造,综合打印成本已经降至约千元/公斤。对比传统加工方式,整套鞋模交付周期缩短50%+,综合产能提升300%+,而且可实现更复杂、轻量化、无支撑、微米级通气孔的超临界发泡鞋模制造。 优化升级,模块紧凑化设计德迪智能于2021年首次推出专业级金属3D打印设备——DLM-280(单激光),该公司表示,截止目前该设备已面向行业客户销售百余台! 新推出的DLM-500T实现了功能结构模块的紧凑化设计;同时,该设备在运动速度、精度、环境等技术构架上提升显著。仅需6㎡的普通车间,客户就可实现单机的快速投产!  多光配置,兼顾效率与精度  为了实现高效成型,DLM-500T配置3组优质激光源,最高激光精度≤±0.1mm,全幅面光斑尺寸差异小。在不增加场地面积的基础上,实现降本增效的利润最大化,贴合客户批量化生产的需求。 △DLM-280单激光参数 VS DLM-500T三激光参数 △DLM-280单激光打印画面 VS DLM-500T三激光打印画面 小身材大尺寸,大幅面稳定打印 优化升级后的DLM-500T全机尺寸≤2225×1500×2320mm(不含粉罐),净成型尺寸为500×300×350mm,成型体积对比第一代设备增大30%。 该设备配备自研APRO工控系统,充分满足客户优化工艺参数、溯源生产过程、布局物联网智能工厂的个性需求。德迪智能可根据产品定义,为客户提供钛合金、高温合金、铝合金、钴铬合金、不锈钢、模具钢等多金属材料的定制化工艺包。  全新优化的风场设计,多层风场+风墙设计,保证风场从右往左均匀分布,有效提升大幅面多激光打印一致性,实现高质量的周期性持久打印。 DLM-500T采用激光光程可变的动态变焦系统,通过精度最高可达25μm的多激光校正扫描系统,保持全生产过程中光斑尺寸的一致性。从焦距、光斑尺寸、协同变焦等方面保障产品成型质量。 全方位保障,24小时不间断生产 (1)标配高质量永久滤芯 针对规模化智能制造,DLM-500T标配可循环使用的永久滤芯。延长设备寿命的同时,客户无需三月/次更换滤芯,可有效减少设备停机对产品质量的影响,从根本上解决更换滤芯时的爆炸风险、危废处理的环保问题! (2)标配开源APRO工控系统 APRO工控系统具有三维可视化、全程实时数据监控、故障分级自诊断(包括:铺粉质量、打印质量、光路稳定、风场状态)等功能,支持断电自动保护和通电续接打印。 该公司表示,未来将持续输出精益生产经验,迭代设备与技术创新,面向专业级、规模化客户推出更高效的四激光金属打印系统、铝合金材料工艺包和无支撑打印技术。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.聚焦中国航空航天增材制造 ▏众多大咖分享一线3D打印技术应用现状 2.8月,传统工艺&增材制造:现场碰撞! 3.3D打印后处理 | 决定零件能否使用的最后关卡(全干货) 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动,看透技术、材料、应用与市场现状