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无需预热-通过激光选区熔化制备出高致密度难熔钼金属
钼和钼合金由于具有高熔点、耐高温、缓慢蠕变、低膨胀、高导热性和高耐腐蚀性等优异的特性,已广泛应用于航空航天、国防、电子工业和核电设施。钼和钼合金由于其熔点高(大块钼的熔点为2623°C),通常采用粉末冶金工艺制备,以及通过焊接和锻造来制造具有复杂结构的零件。这些过程通常消耗大量时间,并且难以制备复杂零件。最近,激光增材制造技术的发展为复杂形状的钼和钼合金部件的快速近净成形提供了可能性。然而,钼和钼合金具有高熔点且脆性较高,主要的挑战是如何制备高密度和无裂纹的钼合金和钼合金。 选区激光熔化(SLM)对钼和钼合金的制造具有非常大的吸引力,因为它可以快速制备出复杂形状零件。为了减少SLM制备钼零件的气孔和裂纹,通过使用高纯度钼粉,通过工艺参数优化、La2O3颗粒添加和热等静压(HIP)处理,制备出几乎致密的难熔钼金属。 近日,沈阳航空航天大学、中国工程物理研究院材料研究所、华北工业大学研究人员利用激光选区熔化技术,无需预热程序成功制备出近乎致密的难熔钼金属试样,通过添加L2O3和热等静压进一步提高样品致密度。加入La2O3后,裂纹密度从208/mm2降至96/mm2,减少了2倍以上。对样品进行热等静压处理以后,孔隙率明显降低,样品Mo-0.9wt%La2O3的相对密度最高达到99.6%。 相关研究成果以“Strategies to reduce pores and cracks of molybdenum fabricated byselective laser melting”为题,发表于材料科学领域期刊《International Journal of Refractory Metals and Hard Materials》(中科院1区Top期刊),沈阳航空航天大学、中国工程物理研究院材料研究所、华北工业大学为论文通讯单位,中国工程物理学研究院机械制造技术研究所研究人员参与研究工作。该项研究工作得到四川省科技计划(No.2020ZDZX0017)和国家自然科学基金(No.51871203)的支持。 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2023.106123 (a)Mo粉末和(b)La2O3粉末的形态。选择工艺参数和相应的体能量密度制被小体积Mo样品激光功率和扫描速度对熔融轨迹连续性的影响。不同体能量密度样品的孔隙率用表3中列出的工艺参数制备的16个小体积样品的OM图像。孔隙由白色箭头指示。(a)Mo和(b)Mo-0.9wt%La2O3的SLM样品的上表面处的裂纹,(c)两个样品的裂纹数密度。OM图像显示了样品(a)SLM-Mo、(b)SLM-Mo-0.9wt%La2O3、(c)HIP-Mo和(d)HIP-Mo-0.9wt%La2O3的孔隙,以及(e)这些样品的孔隙率。 结果表明当SLM体能量密度在250–280J/mm3范围内时,SLM制备的小体积样品的相对密度可以大于99.7%。对体能量密度为259J/mm3的大块SLM样品,添加0.9%的La2O3可将孔隙率从0.76%降低到0.63%。经HIP处理后,可获得99.6%的最高相对密度。所有样品仅在表面存在裂纹,而在零件内部未发现明显裂纹。此外,加入La2O3后,表面裂纹变窄,裂纹密度显著降低大约2倍。 论文引用: Guan, Baosheng, Yang, Xiaoshan, Tang, Jingang, Qin, Lanyun, Xu, Mingang, Yan, Yuanqiang, Cheng, Yichao and Le, Guomin, Strategies to reduce pores and cracks of molybdenum fabricated by selective laser melting, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2023,106123 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;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.无支撑金属3D打印:VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 2.尼康完成对SLM Solutions的收购,后者领跑多项“最记录” 3.俄罗斯科学家借助3D打印开发出青铜钢新合金 4.为特殊金属和特种陶瓷开辟一种可行的3D打印解决方案2023年2月6日4.51K -
新年“薪”机遇,3D打印企业广东峰华卓立2023年春季招聘
广东峰华卓立科技股份有限公司(股票代码:834914)是一家专注于3DP(粘结剂喷射技术Binder Jetting)智能打印装备研发及复杂金属快速制造的高新技术企业,是中国最早从事3D打印行业且推出工业级打印装备的公司之一。业务涵盖3D打印装备研发、生产、销售和服务,金属零部件快速制造,3D打印原材料的研发与生产等,广泛服务于航空航天、机械化工、汽车新能源、军工等行业,迄今已为国内外上百家客户提供砂型打印设备,为国内外1000余家客户提供了砂型3D打印及快速铸造的技术咨询和产品服务,成为全球知名的工业级3D打印装备的集成商和提供3D打印数字化解决方案供应商。 财务经理 10-15K 岗位要求: 1、财务、会计相关专业毕业,考取中级会计师职称; 2、5-8年以上制造业财务经理等同等岗位任职工作经验,擅长财务系统搭建及成本核算,拥有制造业和会计师事务所两种从业经验优先考虑; 3、擅长账目管理和财务体系优化,能从一定程度上为主板上市做提前规划和筹备; 4、熟悉及擅长制造业财务管理,精通成本核算、往来账务等各项财务管理工作; 5、有财务团队管理经验; 6、熟悉财务各种软件及系统操作; 7、很强的理解及领悟力、反应快,能很好的理解总经理的理念,很强的计划性和实施执行能力。 工作地点:广东佛山南海区丹灶镇利众路8号C2-2 自动化软件工程师 15-25K 岗位要求: 1、专科以上学历,计算机、软件工程、电子信息、自动化等相关专业; 2、熟练掌握C/C++编程语言,能熟练编写C++代码; 3、熟悉QT编程,掌握OpenGL(或CURA)开发优先; 4、具有丰富的嵌入式软件开发工作经验(Linux/单片机/PLC/DSP)。 工作地点:广东佛山南海区丹灶镇利众路8号C2-2 机械工程师 10-20K 岗位要求: 1、机械设计相关专业; 2、具有大型机械装备、塑料机械设备的设计工作经验; 3、熟悉使用solidworks、CAD/CAXA等绘图软件; 4、具有喷墨打印设备行业设计经验者优先; 5、能参与公司新产品机械设计,在产品的技术维护能及时整理输出相关技术文档,提升公司内部生产技术支持与外部客户技术支持工作; 6、有良好的沟通能力与团队协作精神。 工作地点:广东佛山南海区丹灶镇利众路8号C2-2 电气设计工程师 12-15K 岗位要求: 1、自动化相关专业。 2、电气设计相关工作经验五年以上,有非标自动化设备公司担任电气研发两年以上经验; 3、熟练使用西门子等主流PLC的编程,曾使用倍福完成项目者优先,有使用威纶、西门子等主流触摸屏经验; 4、熟悉常用的电气控制元件及独立的电气设计能力,熟练使用Eplan/CAD进行电气图纸绘制; 5、熟练掌握PLC相关通讯协议,有总线型伺服的运用经验,对运动控制有一定的理解,2个以上完整项目独立担当经验; 6、谦虚谨慎、责任心强,具有较强的沟通和协调能力,具备一定程度的动手能力,团队合作意识强; 7、服从工作安排及管理,能接受常规性出差。 工作地点:广东佛山南海区丹灶镇利众路8号C2-2 售后工程师 7-12K 岗位要求: 1、大专及以上学历,化工、高分子材料、电气自动化、机电一体化等相关专业毕业; 2、二年以上相关工作经验; 3、具有很强的分析和解决问题的能力; 4、具有较强的服务意识和责任心,良好的沟通和协调能力、项目组织能力; 5、团队精神强,自学能力强。 工作地点:广东佛山南海区丹灶镇利众路8号C2-2 CNC编程工程师 12-15K 岗位要求: 1、从事CNC编程工作3年以上,懂得使用UG软件编程。 2、能适应工作加班; 工作地点:广东佛山里水 CNC操作员 7-10K 岗位要求: 1. 有2年以上产品CNC操作经验,汽车行业产品加工行业经验者优先; 2、会使用镗刀镗孔; 3、有精加工零件经验,熟悉三菱/法那克/马扎克系统; 4、服从公司工作安排。 工作地点:广东佛山里水 CNC钳工 5-6K 岗位要求: 1、服从上级领导工作安排,工作积极主动; 2、能适应加班安排; 3、准备安装工具及标准件物料,保持现场工作环境,按规范生产作业,进行自检和报检,搞好设备维护保养,安全生产。 工作地点:广东佛山里水 质检员 5-6K 岗位要求:…2023年2月4日2.86K -
降低3D打印机使用门槛,纵维立方推出APP助力一键高质量打印,包含海量自有模型资源
从1G到5G,从互联网到万物互联,智慧时代已汹涌而至,人们对智能化的需求也越来越高。秉持着“为智造自由”的理念,纵维立方一直不断地优化光固化3D打印机的智能化体验。基于对市场的洞察及满足用户对3D打印更高效的诉求,经过长时间技术沉淀及开发,纵维立方APP于正式上线!该平台上线极大程度的降低了3D打印机的使用门槛,提升打印效率。同时,还可以实现远程操控,实现更“智”由的打印。 一键打印,轻松操作 纵维立方APP上线后便可感受一键实现创意的乐趣!用户无需再坚守本地化操作,也无需再经历漫长苦守,远程即可操控,让你随时随地随心打印!APP中的预切片专区,提供了海量经过测试验证的热门模型切片文件,让用户告别切片的烦恼,新手也可一键完成高质量打印。 在选择好打印模型后,系统将会自动识别出该模型有无关联切片文件,快速匹配切片文件,进一步提升打印效率。同时,在打印开始前,纵维立方app还会以弹窗的形式告知用户如调平是否完成、所需树脂是否足够等需确认的准备事项,减少因准备不当而造成的打印失败。 在线切片,简单易用 众所周知,3D打印会经历下载安装切片软件、将建模文件导入切片软件、调整各项参数等一系列的步骤,很多初学者都会被其繁琐的操作所困扰。为了优化3D打印流程,降低使用者的学习门槛,纵维立方app提供了一键切片功能,无需任何设置,即便是初学者,动动手指就能完成切片! 在线切片板块还内置了“精度优先”和“速度优先”两款切片参数供你选择,经纵维立方实验室验证,在线切片复杂模型后的打印成功率达市面上主流切片专业软件水平!除此之外,纵维立方app还保留了自定义设置的界面,用户能够根据自己的需求进行调节,给予骨灰级玩家最大的自由,满足3D打印探索的乐趣。 任务查看 实时监控 随着3D打印产业的发展,用户通过3D打印机实现了不同的想法和创意,但同时也存在着弊端,当用户离开3D打印机后,打印机出现问题,用户无法得到有效的反馈。 纵维立方APP有效地解决了这一问题,用户在绑定3D打印机后,即可对3D打印机进行远程监控。能够实时查看打印任务的进度、打印层数、预计剩余耗时、打印参数等主要信息,了解3D打印机的精确动态。同时,还能在打印过程中随时调整曝光时间、灭灯时间等打印参数,在打印结束后将给用户自动推送消息提醒,自动生成的打印报告,帮助玩家了解打印过程,让用户能够安心离开机器,让距离不再成为3D打印的问题。 海量模型,创意赋能 针对目前国内缺乏大型模型网站、模型资源良莠不齐的现状,纵维立方app搭建了自有模型资源库,涵盖海量模型资源。用户能够能通过分类查找或关键词检索快速、高效地找到模型资源。同时,平台还鼓励有设计能力的用户入驻平台,为原创设计提供展示自我的机会,让模型库成为展示创意的绝佳平台。模型库也会持续进行优化,不断收纳更过热门、优质模型,让用户更容易发现自己感兴趣的模型作品。 帮助中心,无忧使用 纵维立方APP人性化设计了帮助中心板块,在这里可以十分便捷地找到对应打印机、APP的使用说明,以及过程中可能碰到的一些问题和解决方案。同时还将提供齐全、完善的打印技巧,帮助用户解疑答惑,能让用户在零基础的情况下成功打印模型,也能帮助从新手快速晋升为专业级3D打印人! 作为知名的3D打印科技品牌,纵维立方始终坚持以用户体验为核心,保持大力研发和创新的初心,致力于为用户带来更极致、更前沿的科技体验,引领3D打印行业向更科技、更创新化发展。目前纵维立方APP安卓及IOS版本均已上线,大家可在App Store及官网内(https://cloud-platform.anycubic.com/download/#/)下载体验,后续也将在国内各安卓应用商店陆续上架,将支持Anycubic Photon M3 Premium及后续更多的3D打印新品,用户们可前往官网中下载最新版固件后升级即可连接。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.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 2.崛起速度惊人,国产3D打印设备商成功开拓欧美市场的密码 3.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用 4.采用统一的方式来访问、监控和控制3D打印零件的质量2023年2月2日2.78K -
采用统一的方式来访问、监控和控制3D打印零件的质量
基于激光的金属增材制造技术的快速发展让其应用相比以往显示出更大的潜力。过去几年,由于激光器数量的增加、气流的改善和控制系统的改进,生产率大幅提高。随着批量生产的发展以及由此带来的速度和吞吐量的提高,往往会对组件质量带来影响。这使得质量控制成为增材制造行业最后也是最关键的未解决问题。 现场监测为这个问题的解决提供了一个可行的方案,但在被提及多年之后,该方案时至今日可能仍未实现完全的质量保障。熔池监测是一种特别强大的工具,可以确保零件的质量和一致性。通过跟踪熔池排放特征,可以检测异常和故障。它是为数不多的可以随生产需求扩展的检测技术之一,使其成为大规模 3D打印生产的重要组成部分。 来自AMiRIS NIR成像传感器的熔池成像数据示例 现场监测可以采取多种形式;密切关注3D打印工艺的各种参数,例如温度、粉末分布和熔凝特性。这些信息与智能分析相结合,可以在问题导致最终产品出现缺陷之前识别出问题。识别过程中的故障有助于减少生产的有缺陷零件的数量并提高制造过程的整体运行效率。 虽然现场监控是质量保证 (QA) 问题的明显解决方案,但最好能够在所有各类系统中采用通用方案。许多机器供应商根据所使用的方法和传感器提供具有不同功能的专有监控解决方案。使用来自不同供应商L-PBF系统的用户在对数据进行分析时由于不兼容就会存在困难,导致成本增加,更有可能无法实现质量保障。 Additive Assurance构建了通用的AMiRIS质量保证套件来解决这个问题,为所有机器提供统一的实时质量保证。独特的传感器包以非常高分辨率的近红外 (NIR) 光谱从离轴有利位置捕获熔池特征,传感器可以通过打印室窗口识别熔池异常,而无需改造设备。至关重要的是,安装后不需要对机器进行重新认证。传感器包将捕获的熔池数据提供给中央服务器(云端或本地),在中央服务器中训练机器学习模型来检测一系列过程故障,包括:未熔合、过熔、飞溅、激光参数变化等。 Additive Assurance致力于通过降低进入壁垒、简化生产质量以及减少操作员和质量经理的工作量来支持下一代金属增材制造用户。AMiRIS基于云的平台已经并将继续与领先的增材制造供应商合作开发,以实现这一目标。 安装在Renishaw AM400上的AMiRIS传感器 Additive Assurance的外置监控系统 虽然过程监控是捕获故障和异常的强大工具,但数据处理却并不简单。任何使用现场监测的有效QA系统都必须具有高度自动化,以便该技术能够大规模运作。自动化是AMiRIS设计背后的核心理念,工作流程的每个部分都已实现自动化,从初始校准和个别异常检测到最终通过/不通过部件检查。 对于大规模的增材制造用户而言,对一组机器进行现场监控可以提供一种通用形式的质量控制,无论使用何种品牌的设备,都有助于确保始终如一的增材制造质量并减少出现缺陷的可能性。当自动化时,现场过程监控可以大规模生产有质量保证的零件。 Additive Assurance构建了通用的AMiRIS质量保证套件 AMiRIS数据可视化平台截图 原位过程监控是解决增材制造质量问题的有力工具,具有减少故障和提高生产率的效果。随着3D打印行业的不断发展,现场监控对于大规模制造商来说将变得越来越重要,Additive Assurance它提供了一种统一的方式来访问、监控和控制所生产零件的质量。 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;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.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 2.无支撑金属3D打印:VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 3.NASA验证用于深空任务的第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机 4.尼康完成对SLM Solutions的收购,后者领跑多项“最记录”2023年2月2日4.16K -
16条激光束、专属打印子区域——SLS面烧结3D打印技术新发展
点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享 3DM technology是一家来自以色列的3D打印技术公司,增材制造技术前沿注意到,其推出了一种颠覆粉末床激光烧结工艺的新的光学系统和设备架构,能够极大提高材料的成型效率、降低制造成本、适应更多材料,实现热塑性塑料的更大规模生产。同时值得注意的是,该工艺实际上可以称得上是一种面烧结工艺。 光源的发展:影响激光烧结3D打印的关键因素 当前,主流的激光烧结3D打印使用二氧化碳激光器,如EOS和3D Systems的设备,这是因为高分子聚合物材料对10.6μm波段的激光具有更高的吸收率;华曙高科在传统产品之外推出了使用光纤激光器的激光烧结3D打印机,进一步提高了成型效率,但需要对材料添加其他成分来增加材料吸收激光的能力;EOS在几年前推出了使用百万个二极管激光器实现面烧结的概念,但如今并未有产品上市。材料和激光的匹配是一个重要的影响因素,如今主流的激光烧结材料仍然以尼龙为主,材料种类有限、开发成本高,成为影响大批量增材制造的主要障碍。 激光烧结技术的发展 3DM开发并获得专利的激光器旨在最佳匹配热塑性塑料的能量吸收,它是一种体积非常小的半导体元件,成本仅有几十美元、光源功率高(高达4W,相当于20WCO2激光器)。值得注意的是,激光器可以设计为发射中红外光谱中的任何波长,从而优化匹配所有热塑性塑料的吸收特性。 更小的光斑尺寸获得更小的热影响区域 这种最佳的材料吸收能力带来了一个无法忽视的重要优势:在Z轴上熔化和加热材料的深度可以精确控制,同时它还具有更小的光斑尺寸。与其他常用的SLS技术相比,这可以防止打印层之间的打印失真并提高打印质量。 为每束光配置专属扫描子区域 3DM的打印头设计基于科平行移动的激光束阵列,每束光都分配了独立的专属扫描子区域,而子区域的大小是根据打印机所需的目标速度预先配置的。打印床尺寸可设计成任何需要的矩形,如600x600mm的整床分配150x150mm的光束子区域,打印头配置16条激光束。 每束激光负责一个区域 打印头内配置了用于对齐的测量系统,它对X/Y比例变化、移动和旋转进行测量,对每层实时的执行对齐。 可扩展光束头、可移动打印头和双打印床配置 光学配置原理 光束头的设计最大程度发挥了3DM自主研发激光光源的优势,目标是以显著更低的成本为更多材料提供具有高功率、高分辨率的卓越激光束性能。3DM的光学配置为:多个激光器组合为一个光束头(形成一束激光),若干个光束头形成一个打印头。 由多个光束头组成一个打印头 光束头组成 一个光束头就是一个激光模块,可以包括1-6个激光器,配合其他光学元件,将所有激光组合成一束高质量、高功率的光束。增材制造技术前沿注意到,3DM的激光器是基于半导体制造工艺制造。由于相同波长的激光不容易组合,每对激光都设计为以适合材料吸收的不同波长传输,通过组合2-3对激光,可以将到达材料表面的激光功率提高三倍。 材料适用多样性和打印尺寸可调的灵活性 可扩展可以分为材料的多样性和打印尺寸可调的灵活性。由于波长可调,就决定了材料适用范围可以更为广泛;通过增加光束头的数量,则可以增加打印尺寸。 3DM的可扩展光束头、可移动打印头和双打印床配置 对于更为广泛的材料适用性,增材制造技术前沿认为可能实用性并不大,因为10.6um波段已经有了很宽的聚合物能量吸收能力。对于效率的提升,则是显而易见的,这实际上和EOS几年前提出的面烧结极为相似,或者称之为面烧结与并不为过。从3DM给出的宣传视频也可以看到,其所开发的设备在架构上也有很大不同,它基于可扩展光束头、可移动打印头和双打印床配置,确实可以极大提高制造吞吐量。 带来激光烧结技术的重要发展 成本和效率一直都是3D打印行业应用终端关注的要点,解决这些问题是一家企业能否成功的关键。皆因于此,才有了文章开头所讲的光源技术的重要发展。与当前主流的基于二氧化碳激光器的SLS技术相比,3DM声称,基于其独特的光学和架构配置可以将粉末床3D打印的速度降至每层1秒,从而将打印机的吞吐量提升10倍;3D打印技术参考曾经介绍了南科大的研究人员对SLS与MJF技术的打印速度分析,发现MJF在标准模式下的打印速度约为每层10s。因此可以看出3DM“面曝光”的速度之快,与之带来的是打印成本的大幅降低。 性能也是3D打印行业无法回避的重要问题。更好的材料-激光波长匹配性无疑会提高材料的性能,更小的光斑尺寸和更好的热量控制也将带来优异的表面质量和细节特征呈现能力。3DM声称其以150微米分辨率设计的原型机展示了低至10微米的高分辨率;而基于其技术可以获得各向同性的零件,并具有比行业标准更好的机械性能。 波长可调则避免了为适用光源而去开发匹配材料,从而扩大了材料的适用范围,从PA、PP、TPU到PEEK,定制波长为打印更多材料带来了新机会。 未来这项技术将如何发展,让我们拭目以待。 注:欢迎加入硕博千人交流QQ群(248112776)2023年2月1日5.95K -
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
铝合金因具比强度高、高导热、来源广、成本低等优点,成为汽车、航空航天、轨道交通等多领域应用最广泛的金属材料之一。随着增材制造技术的快速发展,多种类型的金属3D打印技术被用于铝合金成型研究和应用。本文内容,主要总结当前可用于铝合金3D打印的各种增材制造技术、特点及其应用方向。 1. 激光粉末床熔融 采用SLM/L-PBF工艺3D打印制造零件的最大优势在于能够制造高精度、具有良好表面质量的复杂几何结构。这些特点注定了其专有的应用领域,如具有更高换热效率的热交换器、轻量化的支架、蒙皮点阵结构等。这些零件采用3D打印制造相比传统工艺还减少了零件制造步骤、降低了成本并带来了更好的性能。 SLM制造高精度铝合金零件,散热器、拓扑优化构件、蒙皮点阵结构 采用该工艺制造的这些结构的零件几乎具有工艺排他性,即其他传统工艺或其他3D打印工艺均存在某些不足。但结构简单的零件则不需要使用这种工艺,成本是实现批量化制造的重要影响因素。因此,采用SLM/L-PBF工艺3D打印铝合金零件,多用于制造那些具有复杂结构且其他工艺难以实现的零件。 2. 电子束粉末床熔融 限于EBM技术本身的市场规模较小,关注度也受到了影响,但它是另一种可以打印铝合金的粉末床熔融技术。铝合金的电子束选区熔化 (EBM) 与激光熔化相比具有一些优势,如不受反射率的影响、零件表现出较少的热应力,对于易开裂的铝合金牌号打印具有较大优势。此外,真空条件还减少了材料氧化。因此,该工艺为铝合金的制造提供了巨大潜力。 3D打印技术参考通过清研智束了解到,采用EBM打印铝合金的塑性会远远好于SLM成型的,但强度会低一些,通过固溶和时效处理则可以改善。该技术打印铝合金还有一些不足在于零件的表面质量比较差,因此对于具有内流道及精密的零件可能并不适用,更合适制造传统加工难以制造的具有特殊复杂曲面的结构。此外,EBM技术的打印尺寸往往有限,结合其他因素,采用该技术制造铝合金零件的应用场景受到很大限制。 3. 粘结剂喷射3D打印 采用粘结剂喷射3D打印铝合金存在很大困难,这是因为其易氧化,且在后续的烧结过程中易发生反应,这是该工艺打印铝合金的一大挑战。实际上,铝合金也未广泛应用于MIM行业。不过,通过对整个生产流程和材料的优化,铝合金的粘结剂喷射3D打印取得了突破。 2021年,ExOne、Desktop Metal、理光均宣布实现了铝合金粘结剂喷射3D打印。在材料方面,Uniformity Labs开发了可进行高浓度烧结的低成本6061铝,Equispheres正在开发专为粘结剂喷射量身定制的AlSi10Mg粉末。在应用方面,则吸引了福特公司的参与。 理光使用粘结剂喷射3D打印的铝合金零件 铝合金粘结剂喷射3D打印工艺一旦成熟,市场应用潜力是巨大的,可用于电动汽车、电动飞机零部件3D打印制造,创造新的价值,但目前还未见到真实应用的报道。 4. 激光/电子束能量沉积工艺 激光能量沉积采用粉末或丝材实现金属材料的堆积成型,对于铝合金而言,由于其高导热、高反射、易氧化等因素,采用激光能量沉积制造实际上多有不便,但仍然有很多研究正在试图解决这些制造难题。 使用该技术进行铝合金沉积的较为知名的是工业级3D打印机生产商Optomec,其公司基于LENS定向能量沉积(DED)系统实现了铝合金修复。该公司表示,这项创新技术可用于沉积任何种类的铝合金材料,包括其专门为提高增材制造加工性能而开发的铝合金。 该工艺的发展为交通运输和航空航天工业提供了一种新的加工途径,即可以利用粉末冶金的DED工艺对复杂的铝合金零件进行修复。此外,使用Optomec的LENS同步五轴系统可以直接加工具有复杂几何形状的铝合金零件,而无需任何支撑结构。铝合金在极低的氧气浓度和湿度的可控工作箱中沉积,从而确保制造出具有优异机械性能的部件。除使用激光外,也可采用电子束实现铝合金熔丝增材制造。 5. 电弧增材制造 电弧增材制造以金属丝为原料、电弧作为热源,可进行大尺寸金属零件快速、高效制造。同时,基于该工艺的设备简单、材料利用率高、成本更低。目前,该工艺已成功用于制造Ti6Al4V、钢、In718等材料。特别的,它可以处理对激光高度反射的金属,如铝合金和铜合金,能够满足大尺寸铝合金部件的生产需求。我国航天领域对电弧增材制造铝合金大型构件的应用有多项报道。 但3D打印技术参考此前曾介绍过,由于电弧具有方向性,难以像激光那样实现精准聚焦,因此熔化轨迹不精细、层堆积导致表面非常粗糙。成形形貌的控制是金属零件增材制造技术的主要瓶颈,因此该技术的使用需要配合后处理机加工。 电弧增材制造的铝合金零件 由于相比于激光更为高效的材料沉积效率,电弧沉积已经成为如今制造大型铝合金构件的重要增材制造技术,受到国内外航空航天领域用户的广泛重视、开发和应用。 6. 搅拌摩擦增材制造 搅拌摩擦增材制造是基于搅拌摩擦焊的原理发展而来,该工艺不需要高能热源也不需要气体保护,可以使用板材、旋转棒料和粉末规格的材料,利用搅拌针与连接件的搅拌摩擦产生热量软化连接处的材料,再通过轴向的压力使得材料连接在一起。此外,由于成形过程中不存在金属的熔化/凝固过程,材料在成形过程中不会产生与熔化相关的热裂纹、气孔等冶金缺陷。而正是由于成形温度低且成形发生在材料内部也不会受外界影响造成材料氧化等问题,生产过程可以在露天环境中进行,所制造的部件的尺寸显著增加。 该工艺适合制造铝合金大型构件,且具有很高的沉积速率,特别适合于航空航天领域,可用于制造燃料贮罐。 Meld Manufacturing采用搅拌摩擦焊制造的铝合金大型零件 美国Meld Manufacturing公司已经使用该工艺在大型卡车和国防装甲车辆的维修中获得应用。 7. 冷喷涂 冷喷涂增材制造技术是一种基于高速粒子固态沉积的涂层制备方法。喷涂粒子在固态下碰撞基体,经过剧烈的塑性变形而沉积形成涂层,同时对基体不形成热影响,可作为近净成形技术直接喷涂制备块材和零部件。 冷喷涂是实现铝合金沉积的重要制造技术,能够用于大尺寸、高端应用领域的零件修复。 冷喷涂用于铝合金零件修复 于2022年科创板上市的超卓航科是该技术的重要代表性企业,攻克了高强铝合金高压冷喷涂增材制造技术,制备的铝合金涂层可逐层堆叠,材质更致密,涂层强度提升至400MPa的水平,满足了高端应用修复要求,实现了冷喷涂增材制造技术从零部件腐蚀损伤再制造向结构件疲劳裂纹修复再制造的跨越。 8. 超声波能量沉积 超声波增材制造(UAM)是基于传统的 “超声波焊接”工艺,利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。而当这种焊接方式被应用到3D打印机上时,也就成就了这项新的3D打印工艺——“超声波增材制造”。 超声波增材制造采用金属薄片为材料,能够实现真正冶金学意义上的熔合,并可以使用各种金属材料如铝、铜、不锈钢和钛等。UAM的制造过程包括通过超声波逐层连续焊接金属片,并不时通过机械加工来实现指定的3D形状,从而形成坚实的金属物体。通过结合增材和减材处理能力,UAM可以制造出深槽、中空、栅格状或蜂窝状的内部结构,以及其它复杂的几何形状,这些结构和形状通常无法使用传统减材制造工艺完成。此外,该技术的重要优势是能够制造多金属零件。 Fabrisonic采用UAM工艺3D打印的6061铝合金卫星热交换器 铝合金超声波增材制造技术还存在一些不足,由于目前超声波功率的限制,只能对厚度较小的铝箔进行快速成形,未来需要大幅提高超声波换能器的输出功率,实现大厚度和高强度金属板材的增材制造。 9.液态金属3D打印 液态金属3D打印解决方案通过将铝合金焊丝熔化,借助磁场精确的将液滴沉积在构建平台上并凝固,实现零件的叠层制造。这是一种基于熔融金属磁流体动力喷射的打印方法,通过利用磁场感应的压力梯度喷射液态金属液滴。根据3D打印技术参考查询到的资料,打印机控制器以预定的速率将金属丝送入陶瓷喷嘴,陶瓷喷嘴被电阻加热将铝丝熔化并在喷嘴中储存;喷嘴的周围围绕了电磁线圈,将电流脉冲施加到铜线圈上,可产生瞬态磁场,场感应与循环电流耦合,产生洛伦兹力,对熔融金属产生的压力可使液滴从喷嘴中喷出。 液态金属打印中的温度梯度和冷却速率并不像基于激光和电子束的3D打印工艺中那样极端。由于喷嘴和基板之间的间隔很小,液滴在撞击前有时间冷却。与后两种工艺相比,较小的温度梯度和冷却速率可能意味着遇到的缺陷更少,如孔隙率。然而,对于液态金属3D打印,仍然需要进行优化,以实现成本、分辨率和构建时间等因素的最佳组合。需要调整的参数包括温度、喷嘴尺寸、喷嘴与基板之间的距离。此外,还需要进行后处理来获得所需要的表面特征。构建的分辨率受液滴大小等因素的影响,影响液滴大小的因素又包括喷嘴的大小或直径、液滴喷射的速度以及单次射流是包含一个液滴还是多个液滴。 施乐液态金属3D打印的铝合金零件 2022年7月,施乐液态金属3D打印机被安装在美军黄蜂级两栖攻击舰第2号舰上——这是美国海军舰艇上部署的第一台金属增材制造装备。 END 本文总结了众多可用于铝合金3D打印的工艺类型特点及应用方向。总的来说,铝合金材料3D打印技术的类别较为明显——制造高精度小尺寸零件(以SLM为主)、低成本批量小尺寸零件(以Binder jetting为主)和快速高效制造大尺寸零件。通常,高效的沉积速率会对特征分辨率和复杂性产生不利影响,关键的配合表面、孔、法兰或关键特征,必须进行后处理加工,额外的后处理步骤会增加成本。 铝合金是仅次于钛和镍的第四大最受欢迎的合金,2021年出货量为249.7吨,与2020年相比增长了36.7%。到2030 年,它们将成为第三大最受欢迎的合金。如果粘结剂喷射技术被证明能够熟练地打印铝合金实现批量生产,那么铝需求的增长可能会更加显著。 注:本文内容由3D打印技术参考创作,转载须授权。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.无支撑金属3D打印:VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 2.NASA验证用于深空任务的第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机 3.高性能铝合金3D打印粉末之宝航多级别材料与应用场景 4.波音扩大电弧增材制造工艺测试,将3D打印大型铝合金构件2023年2月1日9.24K -
重磅:铂力特2022年度扭亏为盈,预计营收9.2亿元
1月30日,3D打印技术参考注意到西安铂力特增材技术股份有限公司发布2022年年度业绩预告公告: 经财务部门初步测算,自2022年1月1日-2022年12月31日,预计2022年度实现营业收入9.2亿元,归属于母公司所有者的净利润与上年同期(法定披露数据)相比,将实现扭亏为盈,预计实现归属于母公司所有者的净利润7,600万元。预计归属于母公司所有者扣除非经常性损益后的净利润2,700万元。 公司2022年度实现扭亏为盈,主要系公司产能扩大及市场应用领域的拓展,3D打印定制化产品和自研设备的营业收入均大幅增长所致。2023年,公司将继续做好战略规划,积极稳健的推进主营业务增长,保持经营持续向好。以下为公告文件:2023年1月31日4.50K -
崛起速度惊人,国产3D打印设备商成功开拓欧美市场的密码
齿科,是桌面级光固化3D打印技术最重要的应用领域之一;与此同时,如今齿科治疗也已经普遍使用3D打印技术。因此,3D打印制造商应该思考所开发的解决方案,有没有以需求为导向,让用户对3D打印技术的使用更加便利。这是如今在竞争越来越激烈的市场环境下,取得市场优势的不可或缺的要素,也即能够提供差异化的服务。 作为近三年来的新锐品牌,RAYSHAPE的崛起速度让人诧异,在全球范围内更是快速获得了认可。“以用户为导向”,是其能在竞争激烈的3D打印行业迅速崛起的关键。 与行业龙头合作,加速融入本地市场 在齿科行业,EasyRx具有突出的行业地位。它是世界领先的实验室解决方案、3D软件服务商,超过2000家诊所和550个实验室使用其软件平台。 基于EasyRx在齿科领域的重要行业地位,3D打印业内的许多企业均试图借助该公司提供的软件平台来快速融入欧洲齿科市场。而能够与这家企业合作,3D打印设备商也必须具备行业一流的技术水平。 为了给用户更好的使用体验,RAYSHAPE 2022年与EasyRx达成合作,打通了RAYSHAPE ShapeWare软件与齿科行业通用的EasyRx软件之间的壁垒,让用户可以体验到更加流畅的3D打印体验。 EasyRx提供的革命性的“通用”系统,允许正畸医生和牙医设计、创建、管理患者的矫治器处方并将其在线提交给世界上任何正畸或牙科实验室或内部实验室。EasyRx的全套设计工具使医生能够针对单个数字化正畸设计进行管理和创建他们的矫治器处方,从而提高效率并朝着无纸化环境发展。 牙科诊所及实验室与EasyRx互联互通以寻求更高效的解决方案 在合作达成后,用户在EasyRx软件可以自动把文件传输至ShapeWare软件,并且可以从EasyRx软件直接唤醒ShapeWare软件,实现了两个软件的无缝整合。EasyRx和RAYSHAPE的用户可以通过便捷的操作,简化的流程,更快、更有效的编辑和打印模型。 EasyRx提供的解决方案可以快速简单高效的查看、建基并编辑STL文件 RAYSHAPE能够与这家企业达成合作,意味着这家国际化的行业领导者认可RAYSHAPE解决方案的领先水平与该公司的品牌价值,同时将加速RAYSHAPE快速打开欧美市场。 针对行业需求,做全流程解决方案 在3D打印技术参考看来,很多3D打印技术从业企业的很大通病在于做出的解决方案不够聚焦某一个行业的使用需求。终端用户咨询“你的技术可以做什么”,很多从业者会回答什么都可以做,但真正委托试做的时候却又难以满足客户的需求。 EasyRx的视觉DLP实验室管理功能界面展示 每个行业都有其特殊的使用需求,粗放的解决方案必然无法满足用户差异化的使用需求。对于齿科行业,构建数字化牙科全链路流程,诊所和技工所系统的兼容性需求不可忽视,要确保各环节高效衔接有序运转。RAYSHAPE与EasyRx的此次合作,是RAYSHAPE数字化牙科生产流程的又一次自我迭代,大大提升了生产效率。同时,也是RAYSHAPE数字化牙科解决方案的进一步升级。 未来,RAYSHAPE将继续坚持“以用户导向”,不断深耕数字化牙科诊疗全流程,为广大牙科从业者提供全方位服务,为舒适牙科治疗保驾护航。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.仅仅3年,85后创立的3D打印“小”企业已成立两家海外子公司 2.国产高性能DLP 3D打印机畅销10余国家和地区,不乏华为等高端用户 3.尼康完成对SLM Solutions的收购,后者领跑多项“最记录” 4.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用2023年1月31日4.34K -
无支撑金属3D打印:VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造
采用单一的数字打印文件,在世界范围内不同地点、不同3D打印机上产生相同的结果,对几乎所有金属3D打印设备商来说几乎都难以保证。然而,这一情况的实现,将使可扩展生产成为可能,制造商才会有信心在现在和将来的任何时候,在任何类似的机器上制造出符合规格的相同零件,而不需要额外开发。 即便金属3D打印已经成为航空航天这一高端应用领域不可或缺的重要技术,但直到现在,几乎没有金属L-PBF供应商能够在全球范围内实现可重复的3D打印分布式制造。 基于此,能源领域高端制造商IMI Critical和Velo3D携手合作,探索了金属3D打印可重复分布式制造的可行性。该项目的目标是证明Velo3D Sapphire打印机可以解决许多3D打印平台一直在努力解决的生产可扩展性和就绪性问题——使用相同的打印文件在不同的打印机上生产符合规格的相同部件,而无需任何进一步的开发工作。如果成功,这将使IMI Critical 确认可以采用该技术扩大生产规模,使用相同的打印文件在世界上任何Sapphire打印机上可靠的生产相同零件。 IMI Critical和Velo3D通过在三个不同国家、六个地点的装备,打印完全相同的节流阀来实施该项目。该部件是用于注水井的高压流量控制装置,传统上通过机械加工和钎焊等方式制造,用于防止侵蚀、噪音和振动问题,基于3D打印的优化设计提高了该部件的性能。 IMI Critical此前已经使用Velo3D的打印机进行了相关产品的制造,而开展分布式制造项目的探索,则是为了验证能否依赖这一新技术扩大生产规模。该公司新产品开发总监Steve Freitas表示:“从最终确定新阀门设计,到决定在不同地点打印更多零件,这一年的等待让该产线上的每个人充满焦虑。而在产品开发一年之后,在没有对设备进行额外开发、认证的前提下,再次批量生产零件,谁也无法确认它能否符合规范。” Velo3D的打印文件包括3D打印的整个指令集,从IMI Critical的PLM系统中提取,安全的发送到三大洲的六个制造基地(四个在美国,一个在亚洲,一个欧洲),并与在Velo3D总部的打印结果进行对比。 该项目的实施方式 在每个站点,Velo3D Sapphire系统都经过一系列校准检查,确保可预测和一致的打印结果。3D打印技术参考此前曾经介绍,Velo3D配备了一键式校准解决方案,只需点一下按钮,校准程序就可以对打印机的精度和一致性进行检查;在工作过程中,系统也会每隔几层自动检查激光对准情况,从而在出现问题之前消除任何漂移。除此之外,每次构建之前系统还会自动检查耗材的级别或寿命,并在机器监视器上显示相关信息。 锁定的“GoldenPrintFile”被加载到每个Velo3D Sapphire系统中,同时无法更改激光指令参数集。原始打印文件没有任何改动,使用Velo3D的打印准备软件Flow分配的基于特征的参数创建。根据3D打印技术参考此前的介绍,在打印工艺方面,Velo3D在系统中配置有超过20种标准化的参数组合,用户只需要在Flow预处理软件中点一下按钮就可以自动根据零件的特征选择合适的工艺参数。这样可以节省数月的开发时间,并减少对专业技术人员的需求。 每个构建包含两个部分,并在现场打印。校准过程和打印执行质量均由嵌入在每个Sapphire系统中的Assure进行监控。Assure质量保证软件可以逐层提取和跟踪数据,从而可以对机器的运行状况进行详尽记录,监视构建过程的任何缺陷确保生产质量,并最终提供详细的构建报告。 构建报告由Assure自动生成,它从监控构建的800多个传感器收集数据——确保每台机器上的每个构建都在过程控制限制内一致执行。对于所制造的零件,从Assure收集的数据符合相关规定的要求,并无缝集成到OEM的质量体系中。 每次构建后,都会从零件上去除多余的粉末。 将部件消除应力并从构建板上取下,在同一位置进行额外的热处理和机加工。 对零件进行严格的质量控制,包括尺寸检查、机械测试和流量测试。 IMI Critical和Velo3D通过在六个地点和三个不同的国家打印相同的认证部件来证明分布式制造。 结果 完成上述步骤后,将12个打印部件(六个生产地点各有两个部件)的数据整理完成。最终得出的结论是,机械测试和流动测试以及材料试样的破坏性和非破坏性评估表明,所有部件在冶金和功能方面均符合IMI的设计和性能规范。 Velo3D技术业务开发总监ZachWalton表示:“我们现在有信心,无论是两周后还是两年后,将来都可以在这些供应商中的任何一家打印相同的打印文件。”“数字产品定义在API20S中被阐明为复制增材制造组件所需的数据集合,与项目最初的结果相比没有变化,这证明了无需重新认证或重新开发——这对O&G来说是一个巨大的胜利以及其他试图部署分布式制造的行业。” 这些结果表明,使用先进的粉末床激光熔融(LPBF)金属3D打印技术可以实现可重复的分布式制造。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载须授权。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.Velo3D 推出8激光器超大幅面金属3D打印机 2.不加支撑、多层堆叠,让金属 SLM 3D打印更灵活,并实现大规模制造 3.百台设备全部就位!西发公司增材制造产业化平稳推进 4.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐2023年1月30日4.62K -
NASA验证用于深空任务的第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机
近日,3D打印技术参考注意到,NASA的一个推进工程师团队开发并测试了NASA的第一台全尺寸旋转爆轰火箭发动机(RDRE),这是一种先进的火箭发动机设计,可以显著改变未来推进系统的制造方式。 旋转爆轰火箭发动机与传统火箭发动机的不同之处在于,它使用称为爆震的超音速燃烧现象产生推力。与当今的推进系统相比,这种设计使用更少的燃料产生更多动力,并有可能为人类着陆器和行星际飞行器提供动力,使其到达月球和火星等深空目的地。 资料来源:美国宇航局 该发动机基于3D打印工艺设计和制造,点火十几次——总持续时间将近10分钟,证明了其可同时承受爆炸产生的极端高温和高压环境,从而实现了主要测试目标。 旋转爆震发动机的概念(来自橡树岭国家实验室) 3D打印技术参考注意到,该旋转爆轰火箭发动机采用NASA开发的GRCop-42铜合金与粉末床熔融3D打印工艺制造——使发动机能够在极端条件下运行更长时间而不会过热。根据此前的分析,该合金中使用了铬和铌,使其在高温下仍能保持强度,同时具有优异的抗蠕变性能和低周疲劳寿命,所有这些特性对于火箭发动机部件具有重要价值。 3D打印技术参考曾详细介绍过该材料的工艺开发过程,研究发现,GRCOP-42是一种易于打印的合金,可以制备完全致密的部件。2019年,NASA研究人员宣布成功完成GRCop-42(Cu-4 % Cr-2% Nb)粉末的改造和工艺开发,该材料旨在替代此前的GRCop-84,它可以在保证同等高强度的前提下,大幅提高导热系数,而且比当前燃烧室内衬用合金NARloy-Z的导热率还要高。 2022年5月,Velo3D宣布旗下Sapphire系列打印机完成了针对GRCop-42铜合金的认证。Velo3D给出的材料性能显示,在50μm的打印层厚下,材料密度为8.79g/cm³,致密度超过99%;打印态(垂直方向)室温拉伸强度533Mpa、屈服强度296Mpa,延伸率23.8%;经热等静压后,拉伸率达到34.1% Sintavia无须热等静压实现GRCop-42的高性能 NASA GRCop-42机械测试样件分布图 测试期间实现的其他里程碑包括深度节流和内部点火的成功性能。这次成功的演示使该技术更接近于用于未来的飞行器,并使NASA和商业空间能够将更多的有效载荷和质量转移到深空目的地——这是使太空探索更具可持续性的重要组成部分。得益于NASA最近在RDRE方面取得的成功,NASA工程师正在进行后续工作,以开发完全可重复使用的10000磅级RDRE,以确定与传统液体火箭发动机相比的性能优势。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑。欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.视频:3D打印米级构件,Atlas超大幅面、高速增减材一体解决方案 2.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用 3.视频:用于高超声速客机的发动机点火震撼测试 4.俄罗斯科学家借助3D打印开发出青铜钢新合金2023年1月29日4.20K