航空航天 – 3D打印技术参考-(第27页)    
  • 延伸率32.4%,无须热等静压,一种专有的铜合金3D打印技术

    延伸率32.4%,无须热等静压,一种专有的铜合金3D打印技术

    GRCop-42 是一种被 NASA 格伦研究中心设计为制造火箭发动机燃烧室衬里的高温、高强度、高热通量铜合金。近日,航空航天领域的增材制造服务提供商 Sintavia 开发了一种新的 GRCop-42 专有 3D 打印工艺及热处理步骤,使零件在不进行热等静压处理的情况下,致密度超过 99.94%、最小伸长率也超过了 32.4%(最小拉伸强度28.3 ksi、最小极限屈服强度52.7 ksi)。 Sintavia无须热等静压实现GRCop-42的高性能 根据3D打印技术参考在《NASA新材料3D打印工艺开发备忘录》一文,NASA 在GRCop-42 铜合金的3D打印工艺开发过程中,采用激光粉末床熔融工艺并进行热等静压处理后,材料的延伸率均未超过30%,而热等静压一直是 NASA 处理该材料的标准工艺。基于两项数据的对比,Sintavia 公司的新工艺从理论上将进一步减少 GRCop-42 铜合金 3D 打印零件的处理时间及生产成本。 GRCop-42机械测试样件分布图 火箭发动机燃烧室的制造材料非常关键。NASA用来打印燃烧室的铜合金材料均来源于经过验证的传统铜合金。2014年,NASA对其 GRCop-84(Cu-8% Cr-4% Nb)实施了SLM用粉改造,采用该牌号粉末制造的燃烧室可以产生高达2000磅的推力;2019年,NASA将合金元素的百分比减少了一半,成功实现了 GRCop-42(Cu-4 % Cr-2% Nb)铜合金开发,该材料在具有同等高强度的同时大幅提高了导热系数,因此被用来替换 GRCop-84;与此同时,GRCop-42 比其他燃烧室内衬专用合金,如NARloy-Z(Cu-3%Ag-0.5%Zr)的导热率还要高。 推力室内衬铜合金导热率比较 下图显示了三种主要合金的低周疲劳(LCF)寿命,它是发动机燃烧室内衬材料失效的主要模式。与GRCop-84相比,GRCop42的寿命有些降低,但基本上与NARloy-Z相一致。这些测试结果意味着GRCop-42可能会成为一种制造发动机内衬的新材料。 燃烧室用低周疲劳性能比较 发动机燃烧室通常是多种金属材料的一体结构,NASA也在力推将铜合金与其他材料实现复合制造。 在一项名为 LCUSP 的项目中,NASA 成功展示了使用激光粉末床熔融技术(SLM/L-PBF)制造 GRCop-84 铜合金燃烧室衬里以及使用电子束沉积技术(EBF)在推力室衬里上制造 Inconel 625 冷却通道和外壁的能力。这种3D打印的多金属复合结构燃烧室于 2018 年成功进行了热火测试,NASA 还通过与工业界的合作进一步将其发展为成熟的双金属燃烧室。LCUSP项目的成功实践表明,不同工艺之间的“最佳组合”为快速开发低成本、梯度材料高质量火箭推进部件提供了上升通道。 SLM制造的GRCop-84燃烧室铜合金衬里和DED制造的Inconel 625外衬 2019 年,卫星发射公司 Virgin Orbit 采用增减材制造工艺为 NASA 实现了 GRCop-84 铜合金与镍基高温合金的复合金属材料燃烧室制造,热火试验证明基于该工艺制造的复合材料部件与传统制造的性能相一致。 2020 年,NASA 再次采用采用激光沉积技术在3D打印的 GRCop-42 铜合金燃烧室上直接制造了 HR-1 高温合金冷却通道喷嘴,这种整体式的结构将不再需要螺栓连接,增加了结构稳定性。与之相关的预防构建失败和变形的建模、工艺仿真、材料表征和测试也都在计划之内。 NASA在L-PBF打印的GRCop-42铜合金外采用LP-DED工艺打印HR-1高温合金制造整体式部件 NASA使用L-PBF工艺打印的GRCop-42铜合金和LP-DED打印的HR-1高温合金整体式部件 GRCop 铜合金系列已经在 NASA 多个项目中获得测试和应用,同时…
  • 为扩大应用规模,SpaceX再招增材制造工程师,最高基础年薪12.8万美元

    为扩大应用规模,SpaceX再招增材制造工程师,最高基础年薪12.8万美元

    SpaceX 无疑是美国最为成功的私人航天公司,即便蓝色起源刚刚成功完成了旗下飞行器的首次载人飞行,但前者已经跻身美国国家安全太空发射供应商。商业成功的背后是技术的创新,SpaceX 对 3D 打印技术的应用一直在大力推进,3D打印技术参考在此前曾对该公司就增材制造工程师的要求进行过介绍。近期,针对该技术的新一轮招聘已经开始,对于岗位职责和要求,这次又有哪些变化呢? SpaceX招聘增材制造经理 这次招聘的对象是增材制造经理,其主要职责包括管理工程开发和运营团队以及生产零件的交付,满足客户需求,特别是要帮助所有采用该技术的团队专注于子组件的设计简化和整合。为了加速采用3D打印技术,还要求他确定流程改进方案,制定战略、提高效率并推动公司既定目标向前发展。 该岗位还需要与内部团队在采购战略、市场分析、权衡分析审查以及供应商路线方面与工程师合作,支持成本、质量和交付目标,并为团队人员提供专业技术指导。SpaceX关注整个增材制造过程的优化,包括减少停机时间、高效快速的后处理、确保项目的有效执行等等。 SpaceX 星际飞船,计划用来进行载人绕月飞行及前往火星等太空探索 在这些岗位职责基础上,SpaceX要求应聘者至少具有工程学士学位,并具有3 年以上的金属激光制造工程(增材或减材)经验以及2 年以上的多激光和高功率激光(增材或减材)工作经验。而在以往工作中曾经采用3D打印实现运营规模增长以及对该行业及业内供应商和下一代平台技术有深入了解的应聘者则会被优先考虑。 基于对应聘者岗位和技能的要求,SpaceX开出的基础薪资为7.2-12.8万美元/年(2020年美国人均可支配收入5.3万美元)。不过,近一个月过去,申请者仅有10位。 SpaceX 龙飞船逃生系统发动机关键部件采用3D打印制造 2020年,SpaceX 还发布了一项关于增材制造工程师的招聘需求。在岗位职责中,公司要求应聘者能够为运载火箭金属增材制造应用开发贡献力量,通过开发和改进构建过程参数,升级和改进3D打印系统以最大限度的提高性能,能够充分利用增材制造技术的优势进行运载火箭零部件设计,最大限度提高客户满意度,缩短交付时间并降低整个制造过程的成本。主要责任包括: 1.实施新的制造技术并快速开发迭代,提高生产效率,实现先进的应用设计,降低成本并提高质量。 2.优化增材制造设备和软件,减少操作负担提高打印能力,实现高标准的一致性和可靠性。根据需要对设备进行结构优化并推动项目进行,必要时和原始设备制造商合作。 3.开发工艺参数,提高零件的整体机械性能、表面质量和几何精度。致力于提高现有材料的生产效率,开发新材料的工艺参数。与材料工程部合作,通过金相评估和机械测试确定新参数。 4.与设计师和相关工程师合作,利用SpaceX增材制造的优势,在适用的情况下推动零件减重和零件整合。发现并证实新的设计概念和特定几何结构的制造参数,以改善部件和系统性能,克服制造极限。 5.为各增材制造设备制定优化的粉末床熔融技术的构建文件,制定激光扫描路径,实现最佳的零件质量和一致性。 6.与操作人员合作,高效率实现生产,负责零件鉴定,和负责工程师和操作人员共同跟进,不断改进。 7.进行生产权衡研究和产能分析,努力以最佳方式表征总制造成本和约束条件,使用数据驱动技术最大化的利用增材制造技术。 8.在整个增材制造团队内部有效记录和分享与开发活动有关的信息,推动改进并促进培训。 9.与开发团队合作,在打印过程中实施监控,并与材料和工艺部门进行协调,对新工艺进行认证,以期在可行的情况下消除后续检测(如校准、尺寸、外观和无损检测等) 应聘者应当具备机械工程或其他工程学科的学士学位、3年以上金属增材制造专业经验,并有激光粉末床熔融设备的操作经验。 具备以下条件者可被优先考虑 1.机械工程或其他工程学科的硕士学位 2. 有“增材制造设计”经验 3. 具有开发和表征激光参数和扫描路径的经验 4. 有在多个增材制造平台上创建构建文件的经验 5. 能够使用工程基础进行权衡研究 6. 有实施激光粉末床熔融技术监控工具的经验 7. 了解高斯激光光学和高速激光扫描系统相关知识 8. 有建立和运行多因素实验设计(DOE)的经验 9. 精通可压缩和不可压缩流动、热力学、热化学、力学、材料和电路的基本原理 10. 优秀的沟通技巧和简洁的表达能力 11. 对推动商业航天业和载人航天事业的热情 12. 能够在协作团队环境中良好工作 13. 自我激励能力强,能够在高压环境中确定优先级并执行任务 其他要求:愿意加班。这项招聘需求表明SpaceX与增材制造技术相关的工作流程已经非常成熟,它涉及的内容非常广泛,从零件设计、工艺开发、性能检测,到多部门协作、设备改造、提高零件可靠性和一致性,再到综合成本控制和不遗余力的提高生产效率。所有这些都针对实际最终用途零件生产,SpaceX正在积极开发增材制造技术的潜力,而能够进入该公司工作,想必会是众多增材制造工程师的梦想。以上内容,也可作为国内相关企业招聘的标准,包括岗位职责、技能要求以及匹配的薪资水准;同时,相关的从业人员也可将其作为努力的方向。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.一线教师谈3D打印人才培养:职业院校专业建设面临的问题与探索实践 2.聚焦3D打印人才培养,国内金属增材制造技术人才培养联盟成立 3.工信部装备工业发展中心:我国增材制造从业人员现状分析 4.美国航空业成就GE增材,中国航天崛起能否再造铂力特?
  • 世界知名工程机械制造商使用中国桌面金属3D打印机制造发动机支架

    世界知名工程机械制造商使用中国桌面金属3D打印机制造发动机支架

    桌面金属3D打印机的优势在于成本低、易操作,而且可以在办公室使用。对于传统制造领域,尤其是注射成型等行业,特别容易将其纳入原有的生产线,因此产生的产线升级费用也并不会太多。近年来,国产桌面金属3D打印技术发展迅速, 有些品牌甚至远销海外。 利勃海尔是世界上最大的工程机械制造商之一,具有多元化的产品线。如众多大型制造企业一样,该企业在制造工艺方面也在逐步探索更创新的技术。金属桌面3D打印技术,正是被其关注的3D打印技术之一,该公司的零部件部门借助包括桌面金属打印在内的多种工艺逐步转型,并推动集团公司其它生产部门采用增材制造技术。 从数字建模到不锈钢部件成品 个性化定制,是3D打印技术的一项重要特点。利勃海尔零部件部门尝试使用3D打印技术制作了一个用于固定驱动该公司重型机械和发电设备发动机的托架,这次成功的尝试,让他们找到了一条采用桌面金属3D打印实现成功应用的道路。 打印的托架(红色部分)对护栅(黄色部分)起到支撑作用(图片来源:利勃海尔零部件部门) 在经过数字建模、设计优化、成品制作、成品验证等步骤后,利勃海尔的第一个使用FDM 3D打印技术制作的发动机托架成功诞生,该产品在优化后减轻了超过50%的重量,高精度和高性能的成品使利勃海尔对这项技术表示了认可。 使用Raise3D MetalFuse复刻制作的发动机托架 由于发动机托架原本的设计建立在传统生产方式基础之上,因此受限于一些生产方式的局限性,设计会相对繁复。而利用自由度大幅度提升的3D打印技术,工程师可以通过拓扑优化,将原本的零件设计进一步调整改进,充分利用增材制造技术的优势实现零部件结构最优化。 拓扑优化与再设计—黄色箭头表示作用于零部件的机械应力(图片来源:Forward AM) 工程师基于实际运行中产生的机械应力,通过数字模拟,去掉了没有显著机械或热力应用部分的材料。拓扑优化最终得出全新的零部件结构,极大减轻了重量。然后,工程师采用只有3D 打印才能实现的设计方式:将点阵结构作为零部件的填充部分,从而再次大幅减轻零部件结构的重量,而功能性和稳定性丝毫不会降低。 应用结构仿真确保零部件能承受住最终应用时的工作负荷(图片来源:Forward AM) 将点阵结构作为零部件的填充部分 由于只在必要处使用材料且整合了点阵填充结构,重新设计后的托架总重量从 343 克减少至 167 克,减重超过 50%。重量的减轻意味着单个零部件生产成本下降,使用的材料更少,同时缩短了生产过程中的打印时间。 经拓扑优化的金属 3D 打印设计(图片来源:Forward AM) 基于桌面金属3D打印的成品制作与验证 在模型和材料确定后,开始进行成品的打印与制作。对于需要拥有高精度、确保运作性能的金属机械零件来说,一套高性能的3D金属打印解决方案在成品制作过程中显得尤为重要。高精度、运行稳定的打印设备能保障成品的精准度,确保零件的性能表现。先进的脱脂工艺,能缩短成型时间,提高致密度与屈服强度。除此之外,较大的打印腔体不仅可以实现大型零件的一次性打印,还可以实现小型零件的批量生产。 成功打印零部件后,工程师对零部件进行3D扫描,将该零部件的尺寸与建模时生成的模拟数据进行比较。分析尺寸一致性,比较零部件的表面并检查具体尺寸后,即可证实利勃海尔零部件部门最终生产出的零部件具有高精度、高性能特点。 对打印的零部件进行精密扫描,确保其精度(图片来源:Forward AM) 使用增材制造技术后的利勃海尔零部件部门降低了托架的生产成本、时间成本、极大的降低了托架重量,与此同时,还保证了托架承载能力的一致性。在建立起“增材制造思维”后,利勃海尔零部件部门已使用3D打印机在内部进行打印,并计划在该公司全球各个生产部门推广增材制造。
  • 旨在替代金属,世界最大高性能聚合物3D打印机的成型尺寸达1 x 1 x 1 m

    旨在替代金属,世界最大高性能聚合物3D打印机的成型尺寸达1 x 1 x 1 m

    Roboze是杰出的面向最终用户的高性能聚合物3D打印机开发商,自多年前率先推出旨在替代金属的ARGO 500 3D打印解决方案之后,该公司在航空航天、汽车和工业制造领域取得重要突破。为迎合制造需求的发展,Roboze于近日推出成型尺寸达1 x 1 x 1 m的ARGO 1000,该设备因此成为目前世界上最大的带有高温腔室的高性能聚合物3D打印机。基于挤出的3D打印技术,仍然是当前最为成功的 PEEK 3D打印解决方案。基于ARGO 500的出色表现,Roboze已经成为一些细分市场的领导者,由其成型的碳纤维增强PEEK 空气动力学机翼便是典型应用之一。 1 立方米的 PEEK 3D打印成型腔室 ARGO 1000 可以生产高达 1 立方米的PEEK零件,从根本上改变了航空航天、能源、交通、医疗技术和汽车等行业制造更轻、更高质量组件的方式。Roboze 使用更具可持续性和高性能的先进聚合物和复合材料,如PEEK、碳纤维增强 PEEK 以及ULTEM AM9085F,这些材料在一定程度上可以迅速更换金属零件并替代极端应用任务下的关键组件。更为关键的是,这些材料目前几乎没有第二种3D打印解决方案,激光烧结也几乎不可行。 ARGO 1000 的成型尺寸达1 x 1 x 1 m Roboze决心以高性能聚合物替代金属生产 更大的打印尺寸源于制造需求的发展,该公司一直处于增材制造行业的创新前沿,是世界上最早在 3D 打印中引入 PEEK 的公司之一。此外,该公司的工业自动化系统和专有的基于齿轮(无皮带)传送的技术允许生产的零件比皮带驱动打印机制造的零件精度高六倍。 该公司首席执行官表示,他们所制造的零件性能已经远远超越了原型,并且已经在为微型卫星、军用级船舶以及国家可持续基础设施制造定制组件。 高温腔室是影响高性能聚合物3D打印最重要的因素 强大超级聚合物和复合材料零件可直接用于最终用途零件 以PEEK为代表的高性能聚合物对打印环境要求苛刻。据中国领先的高性能聚合物3D打印机制造商上海远铸智能指出,仅凭高温组件不足以支撑大尺寸打印,另一个关键挑战是大尺寸部件在打印过程中的变形翘曲开裂现象。增强的恒温腔室设计是满足打印件温度的均匀性的关键,从而能够很好的解决变形翘曲开裂问题。该公司推出的最大的高性能聚合物3D打印机为FUNMAT PRO 610 HT,具有610*508*508mm的成型尺寸,设备的高温恒温腔室实现了打印与后处理的一体化,打印件可以更好的成型,并具备较高的机械强度和较低的内应力。 碳纤维增强高性能聚合物是金属的理想替代品 在设计工业应用工具时,传统技术使用铝制或者替代性的金属合金材料,这是因为金属件的表现更加优异并符合该类工具的要求。在许多情况下,热塑性塑料可以达到该类工具的强度要求,但是无法满足执行测试任务时的刚性要求。 而这正是复合材料发挥作用的地方。向基础聚合物中添加增强材料可以极大地改变原材料的性能,从而使塑料件替代金属件成为现实。目前常用的FDM增强材料有碳纤维和玻璃纤维,可用来增强ABS、尼龙(PA)、聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)等材料。CARBON PEEK被认为是整个行业中性能最高的 3D 打印超级聚合物。除了PEEK众所周知的特性之外,它还增加了更高的热稳定性和刚度。添加碳纤维显著提高了所生产部件的机械性能,消除了与传统制造技术的差距。 Roboze碳纤维增强尼龙3D打印产品 INTAMSYS3D打印的尼龙碳纤装配夹具 碳纤维增强尼龙则结合了尼龙的轻质和碳纤维的机械强度和热性能,碳纤维复合尼龙材料的强度与刚度显著提高,其机械强度甚至超过了3D打印的PEEK和PEKK,在汽车工业中从车辆固定架和仪表等内外部组件到发动机壳体均可以替代金属部件。众所周知,汽车碳纤维由于其强大的热和机械性能,被广泛用于汽车制造,作为金属零件的替代品,碳纤维增强尼龙在汽车工业中具有广泛的应用前景,能够实现减轻重量与设计优化的可能性,同时具有环保和经济优势。 END 制造业在不断调整以满足新的需求。定制化、按需生产和小批量生产等需求都在不断催生有别于传统制造方法的替代性方案。增材制造技术可能永远无法完全取代数控机床加工或铸造,但高性能FDM打印机能够以高性价比的方式满足这些需求。高性能聚合物以及纤维增强复合材料是最强的FDM材料组合,它不仅可以用于航空航天和汽车制造行业, 其特殊的性能还可以满足其他行业的制造需求。 高性能聚合物以及纤维增强复合材料以其优异的力学性能已被广泛应用于各工业领域,但由于传统制造工艺的限制,复合材料依然无法应用于一些具有复杂构型的结构。3D打印技术的快速发展无疑为实现复杂几何形状的复合材料制造提供了契机,从而进一步拓展了复合材料的应用范围。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.美空军研究室大力开发连续纤维复合材料3D打印,并用于无人机机翼成型 2.超越PEEK,3D打印的碳纤维增强尼龙有怎样的性能和应用潜力 3.中国产工业级高温3D打印机为何备受国际顶级科研机构青睐 4.国产专业级FDM设备成功打入日本精密零件加工企业
  • 美空军研究室大力开发连续复合材料3D打印,并用于无人机机翼成型

    美空军研究室大力开发连续复合材料3D打印,并用于无人机机翼成型

    随着航空航天领域的迅速发展以及世界各国低空领域不断开放,各种无人机应用显著增多。无人机的隐身化、高机动性、整体化是其重要的发展趋势,无论用于侦查还是智能监测机体自身健康,翼身融合结构设计是实现无人机诸多目标的最重要方法之一,同时也满足了机身结构整体化的要求,减少了无人机零件数量和结构装配连接。 翼身融合无人机的机身结构均采用一体化复材整体板件成型,对材料要求高强度、高韧性、高流动,目前多使用复合材料或者高性能的工程塑料。而对于制造方式,多离不开模具,这对于复杂结构制造无疑没有效率和成本优势。为评估和完善连续复合材料先进航空结构制造技术,满足美国国防部具有挑战性的制造需求,美国空军研究实验室(AFRL)与领先的3D打印供应商Continuous Composites公司合作,共同研究连续复合材料3D打印能否成功用于无人机机翼直接制造。 美空军展示低成本高效无人机XQ-58A Valkyrie 中国大型隐身无人作战飞机——利剑隐身无人攻击机 Continuous Composites公司成立于 2015 年,声称拥有“世界上最早获得的连续纤维3D打印专利”,能够将连续纤维增强材料与热固性树脂技术相结合,安装在机械臂末端的执行器用于将纤维材料与快速固化的聚合物树脂一同沉积。加入了纤维的树脂在紫外线下几乎立即固化,产生具有可定制强度特性的各向异性部件。该技术可处理多种纤维类型,包括碳纤维、玻璃纤维、光学纤维和金属纤维。3D打印可以非常精确地定位和定向连续纤维。因此,可以将纤维放置在产品内部的选定方向和位置,使其沿着指定载荷路径提供所需强度和刚度,形成内部结构的组成部分。这意味着纤维被安置在需要其发挥作用的任何位置,多条纤维甚至可以在整个零部件中形成一系列传感器。 Continuous Composites连续纤维复合材料3D打印技术 与此同时,由于3D打印不再需要工具或模具,因此它提供了一步制造方法来生产任何形状的连续纤维增强复合材料,从而取代了更复杂、耗时且昂贵的传统多步制造技术。 在国防应用领域,3D打印技术无疑提供了一种低成本、省时的方法来制造轻质、拓扑优化的结构部件,这些优势与美国空军的低成本可磨损飞机技术/平台计划直接相符。Continuous Composites公司的技术也因此受到美国空军青睐。实际上,双方目前所开展的已经是第二阶段合作,美国空军无疑已经成为该公司的长期客户。 Continuous Composites连续纤维复合材料3D打印技术 Continuous Composites可以复合多种连续纤维材料 合作本身涉及在单个整体机翼框架中3D打印集成的翼梁和翼肋结构。在打印之前,Continuous Composites和AFRL的高级结构概念部门使用基于人工智能的生成设计软件来优化机翼结构的几何形状,该部件将使用由连续碳纤维增强的高性能热固性树脂制造。 制造完成后,3D 打印的框架将与复合机翼蒙皮组装在一起,AFRL 还将进行静态机翼测试以评估结构性能,而Continuous Composites将记录工艺数据,以将其3D打印技术与传统制造和组装工艺进行比较。 3D打印的无人机翼梁和肋条 3D打印的连续纤维复合材料 连续复合材料3D打印技术在成本、交货时间和零件属性方面具有广泛的优势。早些时候,Continuous Composites还与能源技术公司Siemens Energy合作,采用特殊的热固性玻璃纤维增强聚合物材料制造发电机组件。 连续纤维增强复合材料在我国天问一号火星探测器上也有应用。由中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所开发的连续纤维增强中密度防热材料,制造了天问一号上面需要维持探测器整体形状的上下边缘和结构的支撑部位以及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件。这种材料相比低密度材料强度更高,同时兼顾了耐烧蚀和承载能力。 连续纤维增强复合材料在我国天问一号火星探测器上有重要应用 2020年,中国实现国际首次连续纤维增强复合材料太空3D打印 除此之外,2020年,由529厂—西交大团队共同研制的3D打印装备“实现了国际首次连续纤维增强复合材料太空环境增材制造技术”,这对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造具有重要意义。 据航空科学技术杂志指出,连续纤维3D打印技术与传统的自动铺丝成形相比,自动化程度和柔性更高,对于典型的碳纤维/聚醚醚酮零件,研发周期可缩短至原来的1/30,生产速度可提高100倍。使该技术既可以用于大批量生产复合材料零件,也可以一次性打印高度复杂的几何形状或者需要极其精密制造的关键零件,被认为将颠覆航空复合材料结构的生产模式。关于Continuous Composites连续纤维增材制造技术,请关注下方视频号内容。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.比钢强10倍,比铝高8倍|可用于航空航天结构件的3D打印连续纤维复合材料 2.超越PEEK,3D打印的碳纤维增强尼龙有怎样的性能和应用潜力 3.工艺创新:将FDM 3D打印技术的潜力开发到极致 4.INTAMSYS携手KUKA推出3D打印创新解决方案,拓展智能柔性制造
  • 波音的采购合同——成为大尺寸金属3D打印制造商迈入航空航天领域的第一步

    波音的采购合同——成为大尺寸金属3D打印制造商迈入航空航天领域的第一步

    近日,澳大利亚公司AML3D收到了一件来自波音的订单,为这家航空航天制造商3D打印大型金属工具,这是该公司从波音获得的第一个订单,并有可能成为其进入利润丰厚的航空航天制造领域的切入点。AML3D采用基于线材的电弧增材制造工艺,通过将金属线材连接到工业机械臂的焊接系统中进行3D打印,并专门为国防、海事、汽车等领域的客户提供商业大型“金属增材”制造服务。 AML3D基于电弧的大型金属3D打印机 此次波音寻求制造的是由Invar-36材料制成的心轴工具,重量约150公斤。采购的价值仅5万澳元,约合24万人民币,对于此类规模的公司而言,这实在不算是一个大订单。然而,对于AML3D却是一次契机。波音公司不仅将评估和测试零件的机械性能、组织结构以及完整性,更重要的是评估AML3D按照波音规范生产的能力。鉴于合作方的规模以及与其未来合作的潜在商业利益,波音公司的这份订单可谓意义重大。 3D打印技术参考查阅的相关资料指出,电弧增材制造技术采用逐层堆焊的方式制造致密金属实体构件,因以电弧为载能束,热输入高,成形速度快,适用于大尺寸复杂构件低成本、高效快速近净成形。面对特殊金属结构制造成本及可靠性要求,其结构件逐渐向大型化、整体化、智能化发展,因而该技术在大尺寸结构件成形上具有其他增材技术不可比拟的效率与成本优势。与以激光为热源的增材制造技术相比,电弧对金属材质不敏感,可成形材料丰富,如对激光反射率高的铝合金、铜合金等。 Invar-36是一种具有超低膨胀系数的铁镍合金,在-250℃和+200℃之间具有极低的热膨胀系数,且塑性和韧性很好,属于可焊接材料,因此能够用于3D打印。值得注意的是,采用电弧3D打印过程中,不需要在整个打印室中充入惰性气体,而只需在局部打印区域进行保护,这便消除了对打印零件尺寸的限制。因此,AML3D的制造舱室具有可扩展性,甚至可以由两个机械臂协同打印。 AML3D的制造舱室的可扩展性以及两个机械臂协同打印 AML3D打印的螺旋桨 AML3D已经展示了其为海事部门生产零件的技术能力,并获得了世界最大船级社DNV的批准。2020年,该公司向日本客户交付了一件3D打印的螺旋桨,同时还在为海事领域的领导者蒂森克虏伯以及威廉森3D打印叶轮。基于此,AML3D已经开始在海事制造领域站稳脚跟。而一旦成为波音公司的供应商,这家公司无疑将迈入航空航天领域。 能够成为传统行业巨头的供应商,无疑将深刻影响一家3D打印公司的成长与发展。这方面早有先例,Norsk Titanium便是典型代表。2017年,Norsk对外发布公告称已获得来自波音公司的采购合同,将采用公司的快速等离子体沉积(RPD)工艺为波音787飞机生产3D打印钛结构件;2018年,Norsk开始为这些部件进行资格认证;2019年,相关认证工作完成,并在纽约建造了世界上第一家工业规模的航空航天增材制造工厂;2021年5月,Norsk在泛欧交易所成功上市,并成为商业航空航天一级制造商的供应商。与波音的合作,使该公司成为世界上第一个生产获得 FAA 批准的用于制造 3D 打印钛合金结构的公司,并取得了后来一系列成就。 因此,融入传统制造业,并成为其中不可缺少的一环,或许会成为3D打印公司发展壮大的一条路径。无论开发的设备科技含量多高,能够为用户解决问题,才能最终获得生存发展的机会。 欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.与航空航天用户绑定,3D打印服务商获发展契机 2.美国防部授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱制造合同 3.与美国陆军合作,投资建造世界最大金属3D打印机 4.视频:从工人到院士!卢秉恒院士的“破壁”人生
  • 美陆军投资建造世界最大金属3D打印机,目标尺寸:9 x 6 x 3.6 m

    美陆军投资建造世界最大金属3D打印机,目标尺寸:9 x 6 x 3.6 m

    今年上半年,美国陆军与该国应用科技研究组织(ASTRO)签订了一份合同,涉及开发一款新的金属3D打印设备,用于坦克和悍马的单件装甲车底盘直接制造。ASTRO声称,这款打印机将能够打印尺寸为30 x 20 x 12 英尺(约9 x 6 x 3.6 m)的单一、无缝战车外部构件,从而缩短交货时间、显着降低制造成本、并实现更轻的车辆设计。该组织首席研究员透露,大规模增材制造有可能改变军用车辆的制造方式,同时使美军减少对过去脆弱的供应链的依赖。 减轻零件重量、加快制造速度是该领域的关键要素 该设备将成为世界上最大的用于地面车辆生产的金属 3D 打印机,其成型尺寸应该足以构建任何特点的地面车辆零件。作为主要承包商, ASTRO将依次验证当前多种技术,因此与Ingersoll Machine Tool(英格索尔机床公司)、Siemens和MELD Manufacturing等分包商展开了进一步合作。 当前,最为常用的金属3D打印工艺是无异于粉末床熔融技术,其使用高能量选择性地固化金属粉末。2019年,美陆军还要求3D Systems开发9激光器1m x1m x 0.6m的大型SLM金属3D打印机,但该工艺必须完全清除构建环境中的氧气和湿气,以防爆炸并确保打印质量。即便如今SLM技术的成型尺寸越来越大,但与美国陆军项目的规模仍然相去甚远。建造一个具有这种建造体积的密闭腔室将极其昂贵,反复填充惰性气体更是非常不切实际。 拟定的大型金属3D打印机的设计效果图 [来源:美国陆军] 美国陆军项目的另一种可能性是采用DED能量沉积或WAAM电弧增材制造技术,其中机器人系统使用焊接工具头逐渐沉积材料。在此类技术的应用方面,火箭制造公司Relativity Space分别拥有若干台可以打印15英尺(4.5m)、20英尺(6m)甚至30英尺(9m)的“Stargate”的3D打印机,可同时打印第一级和第二级火箭以及整流罩。然而,由于该过程涉及高温,零件质量和热复杂性是难以绕过的问题,因此最终未被ASTRO选择。 Relativity Space世界最大金属3D打印机 对于该项目,另有两种工艺值得考虑。一种是澳大利亚SPEE3D公司推出的冷喷涂3D 打印工艺。它采用细小的金属颗粒以超音速喷出,并与基体接触瞬间产生剧烈的塑性变形,接触面积增大,加上撞击速度快、作用时间短,产生的热量来不及散失,温度的升高使粒子和基体部分熔化,形成局部冶金结合,因此可以利用该技术进行大型零件的直接制造,其速度比激光沉积和送丝电子束熔化都要快出很多。 冷喷涂金属3D打印工艺 然而,ASTRO目前选择了MELD Manufacturing的搅拌摩擦焊技术,这是一种无须高能热源、不需气体保护,能以10倍速度成型的金属3D打印技术。它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。在该过程中,材料并未经历熔化与凝固而一直保持固态,且过程中的挤压又起到“锻造”作用,最终得到的是性能良好的细晶组织。细晶组织具有良好的机械性能和疲劳性能,且能改善材料的延展性,这也是材料提高强度等性能的原因。 虽然与粉末床激光熔融技术相比,该工艺所制造的零件仅是接近最终形状,但其能够可靠且快速地沉积金属。不必经历高温过程,还不需要任何特殊的腔室、惰性气体、高能激光器等,只需要旋转工具头并四处移动,从而最大程度保证了制造过程的稳定可靠。 搅拌摩擦焊的原理 Meld Manufacturing搅拌摩擦增材制造过程 Meld Manufacturing已经成功开发出钛合金、铜合金、不锈钢以及镍基合金等主流材料的3D打印工艺。所制造的IN625的疲劳寿命相比原料棒材提高了4倍,并能够以至少10倍于粉末熔融工艺的速度进行材料沉积。而且,该工艺能够制造多金属材料和梯度材料。 对于本文所提到的合作项目,美国陆军要求首先将最终设备的较小版本作为试点项目构建,然后是全尺寸设备。目前,Meld Manufacturing已被美国陆军选为远征技术服务商,使其尽可能靠近战场进行维修和生产战斗车辆部件,同时提高整体效率并降低成本。未来,美国陆军很可能能够自由建造各种一体式车体,从而加快野战的机动灵活性。而在将3D打印用于战地维护方面,美军采用了多种多样的工艺类型,前不久美国防部还授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱的制造合同。 ExOne移动方舱,脱脂烧结炉也将集成于内部 武汉天昱“全新一代智能铸锻铣短流程绿色复合制造机床”建成投运 在今年TCT展会上,国内中科煜宸、鑫精合等公司展示了多件大型金属3D打印构件。而近日,被国家限制出口的微铸锻铣一体化增材制造技术(最大尺寸可达:5.8×5.2 ×1.5m)迎来投产。7月1日,“全新一代智能铸锻铣短流程绿色复合制造机床”建成投运,该机床是满足大型金属构件行业应用需求的超大尺寸智造3D打印装备,也是“金属3D微铸锻技术”的第四代大型装备,可一次成型、实现多功能复合以及柔性智能控制。 注:本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.重磅!国家增材中心10m级高强铝合金重型运载火箭连接环实现一体化制造 2.增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度 3.专题:2021,多激光、超大型金属3D打印的时代已经到来 4.新趋势:使用多工艺融合开发3D打印多材料梯度合金
  • 新趋势:使用多工艺融合开发3D打印多材料梯度合金

    新趋势:使用多工艺融合开发3D打印多材料梯度合金

    梯度材料是两种或多种材料复合成组分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料;它要求功能、性能随内部位置的变化而变化,实现功能梯度。在组合方式上,梯度材料有金属/金属、金属/陶瓷、金属/非金属、陶瓷/陶瓷、陶瓷/非金属以及非金属/塑料六种。在制造工艺方面,对于不同的材料组合方式已经发展出了不同的工艺类型,3D打印是其中之一。 经后处理抛光和热等静压处理的3D打印火箭燃烧室 在往期文章中,我们已经注意到欧洲的多国团队已经发起了联合项目,共同推动多材料、多工艺协同金属3D打印。国内清华大学林峰教授团队、北京科技大学曲选辉教授团队以及华南理工大学杨永强教授团队也已将该方向纳入其中。本期,3D打印技术参考以NASA的实践为例,介绍采用最优的工艺组合实现多金属梯度成型的实践案例。 增材制造为开发具有复杂内部特征和薄壁的火箭发动机组件带来了重要设计和制造机会,但主流的工艺都集中在制造单一材料,而现实应用中的整体式部件可能是多种材料的组合。因此,现有的增材制造工艺无法完全优化应用结构。NASA在定向能量沉积技术方面的探索已经表明,增材制造为节省成本和缩短制造周期带来了可观回报,同时使零件重量和性能也得以优化。 GRCop-84铜合金与Inconel 625高温合金的复合 NASA于2014年开始旨在探索使用3D打印技术生产低成本上层级推进系统能力的LCUSP项目。在该项目中,NASA成功展示了使用激光粉末床熔融技术(SLM/L-PBF)制造GRCop-84铜合金燃烧室衬里以及使用电子束自由沉积技术(EBF)在推力室衬里上制造Inconel 625冷却通道和外壁的能力。这种3D打印的多金属复合结构燃烧室于2018年成功进行了热火测试,NASA还通过与工业界的合作进一步将其发展为成熟的双金属燃烧室。 SLM制造的燃烧室铜合金衬里和DED制造的镍基合金外衬 LCUSP项目的成功实践表明,不同工艺之间的“最佳组合”为快速开发低成本、梯度材料高质量火箭推进部件提供了上升通道。 GRCop-42铜合金与HR-1镍基高温合金的复合 RAMPT是NASA于2017年开始的另一项借助3D打印开发并推进火箭发动机部件设计与制造的项目,其不仅希望减少零件数量和重量、提高可靠性,还希望保持稳定的供应链。在该项目中,NASA采用激光能量沉积技术(LP-DED)打印了直径1.5米、长度1.8米的镍基高温合金(NASA HR-1)整体通道火箭喷嘴,并将零件数量从1100多个减少到10个以内,制造时间也仅仅90天。这种近乎完整的原型设计和制造能力使研究团队迅速用于制造更大尺寸的火箭演示器件,如SLS火箭的RS-25发动机喷嘴,它的尺寸相当于此前打印喷嘴尺寸的1.5倍。研究人员最终在五个月内验证了3D打印的整体冷却通道和薄壁结构,并有效控制了打印变形。 NASA采用激光能量沉积制造整体式火箭发动机喷嘴 NASA采用激光能量沉积制造的HR-1合金整体式喷嘴,直径1.5m,长度1.8m,其尺寸为RS-25喷嘴的65% RAMPT项目进一步增强了3D打印在喷嘴和燃烧室制造中的优势,并进一步完善了相关技术。NASA近些年新开发了一种新的3D打印铜合金GRCop-42,并正在研究在SLM打印的该合金的燃烧室上直接采用激光沉积HR-1高温合金冷却通道喷嘴,这种整体式的结构将不再需要螺栓连接,增加了结构稳定性。与之相关的预防构建失败和变形的建模、工艺仿真也都在计划之内,相关的材料表征、测试等也在进行之中。 NASA在L-PBF打印的GRCop-42铜合金外采用LP-DED工艺打印HR-1高温合金制造整体式部件 NASA使用L-PBF工艺打印的GRCop-42铜合金和LP-DED打印的HR-1高温合金整体式部件 GRCop铜合金系列已经在NASA多个项目中获得测试和应用,同时HR-1高温合金的微观结构和材料特性也正在得到研究。结合铜合金的导热性和镍基合金的高温强度,双金属或多金属的一体化结构部件无疑会减少很多制造步骤并增加稳定性。但是,与其将这种结构称之为双金属或者多材料,不如称其为梯度材料。 3D打印梯度材料在航空航天领域大有可为 成分梯度合金在航空航天领域具有重要的应用潜力,工件的不同位置工作条件可能不同,所需要的的特性也会有差异。例如一个位置需要抗腐蚀,另一个位置需要抗蠕变,这就需要连接两种或多种不同的合金;再以燃烧室为例,其衬里需要铜合金的高导热性,外层则需要镍基合金的高温强度。虽然目前已经有冷/热涂层和熔焊等不同的金属连接技术,但它们对于大型部件的连接要么成本很高,要么工艺复杂。 使用激光粉末床熔融(LPBF)和直接能量沉积(DED)等技术对金属部件进行增材制造具有非常大的优势,它提供了更好的尺寸精度,最大限度的减少后处理,并改进了组合材料的机械性能。 广州雷佳杨永强教授团队3D打印的梯度材料 在该领域,清华大学、西安交通大学、北京科技大学等均有知名学者在进行研究;北京隆源和广州雷佳也开发了基于铺粉的多材料3D打印设备。除此之外,中航工业沈阳飞机设计研究所早在多年前已经采用增材制造实现了300M与A-100钢梯度复合设计成型,这种方式可以使飞机起落架的制造成本降低45%。而至于国内火箭燃烧室等部件的制造则没有任何消息,也并不排除已经开始研究或早已取得了重要成果的可能。 END 金属3D打印技术包含多种不同的工艺,粉末床熔融、定向能量沉积、冷喷涂等等,各种工艺已经证明适用于不同的制造领域。然而各种工艺都有其技术限制,无论受制于材料、尺寸还是成本,各项工艺无法通用。 如何推动金属增材制造多材料和多工艺融合发展,充分发挥增材制造技术的潜力,综合运用多种工艺突破单一技术的制造极限,正在美国和欧洲地区获得关注(查看延伸阅读)。 欢迎转发主编微信:2396747576; 硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.推动多材料、多工艺协同金属3D打印,欧洲多国合作发起联合项目 2.华南理工杨永强教授团队在新一代SLM技术领域的研究进展 3.装备:实现新型仿生/梯度结构设计,催生新概念武器装备 4.纯铜3D打印工艺的发展:从SLM、3DP、FDM到DLP
  • 考虑工艺约束的3D打印自支撑晶格用于中国新型超轻航天器结构

    考虑工艺约束的3D打印自支撑晶格用于中国新型超轻航天器结构

    根据公开信息,我国采用3D打印技术制备的星敏支架、斜撑支架、主承力大底结构等产品,已通过地面测试和各项环境考核,逐步应用于空间站、深空探测航天器、运载火箭等。晶格桁架结构,因其超轻和多功能特性在航空航天领域备受青睐。 然而,通过3D打印技术制造的晶格单元在机械设计过程中很少考虑增材制造技术本身的约束,导致晶格结构的实际机械性能与设计性能之间存在显著差异。中国空间技术研究院、南京航空航天大学以及北京理工大学方岱宁院士团队合作开展了考虑增材制造几何约束的自支撑晶格单元创新设计策略研究,相关成果成功用于我国多个新型超轻航天器结构设计与制造。 受固体物理学中晶体学的多重旋转对称性的启发,研究人员设计了三类用于3D打印的自支撑晶格,分别具有三、四和六重旋转对称性。每类晶格都可以分为四个层次级别,使结构从以弯曲为主逐步变为以拉伸为主。使用节点位移法推导出自支撑晶格的弹性本构关系,并通过与有限元计算和力学实验的对比,验证了本构关系。这项工作提供了由自支撑晶格组成的复杂结构设计中刚度特性的等效关系,该结构已用于新型超轻型航天器结构的设计,包括: • 2019年发射的千乘一号01星中的格构夹芯板组成的卫星结构; • 2019年发射的中巴地球资源卫星04A星中的拓扑优化薄壁结构和晶格填充动量轮支架; • 月球及火星深空探测器的相变热控制器以及集热器框架由薄壁和晶格填充结构组成。 基于本文提出的自支撑晶格和铝合金打印的航天器结构应用:(a) 由格构夹芯板组成的卫星主体结构 (b) 由拓扑优化的薄壁和晶格填充组成的动量轮支架(c) 由薄壁和晶格填充组成的相变热控制器结构(d) 由薄壁和晶格填充组成的集热器框架结构自支撑晶格结构的制造约束与设计本文所述的晶格结构的3D打印均是采用激光粉末床熔融(SLM),该工艺的几何约束主要表现为封闭空腔、间隙、薄壁、悬垂以及最小/最大尺寸等,其中只有悬垂角影响晶格结构的参数。根据研究,结构的尺寸误差和表面粗糙度随着结构与水平方向之间的角度减小而增大。对于小于35 ◦结构,需要添加支撑防止坍塌或严重变形。如果支撑结构在零件外部,则容易去除;如果在零件内部,则难以去除。为了实现高精度设计并避免在制造过程添加支撑,自支撑杆外伸角度需要大于35◦。为此,研究人员在自支撑格架的设计中考虑了悬臂角约束。与传统的任意角度支杆构成的格架不同,自支撑晶格除了水平支杆外,还包括倾斜支杆和垂直支杆。 晶格晶胞被定义为具有晶体结构完全对称性的最小重复单元。研究人员采用三重、四重和六重旋转对称操作来设计用于3D打印的自支撑晶格单元。第一层级单元仅由倾斜方向的支柱组成,然后通过相对于水平面镜像结构来获得具有旋转对称性和镜像对称性的第一层级晶格单元;最后,通过在空间中重复可以获得三种晶格结构。 具有三重、四重和六重旋转对称性的第一层级晶格单元设计 通过在第一层级晶胞边缘添加垂直支柱形成第二层级设计,每个晶格单元形成了三个、四个或六个三角形,三角形充当第二层级的稳定子结构,这种设计可以提高晶格的结构属性,降低机械属性。 在第二层级点阵的侧面增加一个方向的斜杆就形成了第三层级的点阵,每个斜支柱构成一个新的三角形,其中有两个斜支柱连接晶格单元的中心。三级晶格的变形是拉伸主导变形,第三层级格子的承载效率可以超过第二和第一层级。 具有三、四和六重旋转对称性的第二、第三和第四层级晶格单元的设计 在第三层级基础上再增加一个方向的斜杆形成第四层级格子结构,第四级晶格表现出更好的抵抗晶格缺陷的能力。 基于以上设计,共形成了12种自支撑晶格材料结构设计,通过复制填充到空间中。这些设计对于专业外的读者稍显晦涩,需要将3D打印技术参考的表述和原文对比,仔细甄别。 具有三重、四重和六重旋转对称晶格的12种设计 数值分析与试验验证研究人员使用ABAQUS 2017软件进行了有限元分析以验证弹性变形-本构关系,计算了十二种类型的晶格,并与SLM制造的实际结构的机械性能进行了对比。 3D打印的自支撑格层结构为5层,晶格支柱的直径与板层厚度均为0.6mm,倾斜支柱与水平方向之间的角度为45°,材料选择AlSi10Mg粉末,打印完成之后在280°C 下进行2 小时的热处理,以减少结构内部的残余应力。 由 SLM 制造的自支撑格层试样 建立与晶格夹层试样相同尺寸的等效有限元模型,将实验结果与弹性变形-本构关系进行比较。每个模型由三层组成,即上层、下层和等效连续体层,刚度由本构关系得到。下层被夹紧,同时限制上层旋转,并在压缩方向上施加单位位移。 研究发现,理论和实验结果之间的误差在-7.2% 和 8% 之间,这可能与制造尺寸误差以及面板引起的边界效应有关。在亚毫米尺度上,格子撑杆直径的变化可以达到±10%,即格子撑杆的实际直径为设计值的90%~110%。那么,格子撑杆的实际截面积为设计值的81%~121%。根据弹性模量、力和支柱截面积的尺寸关系,3D打印晶格的实际弹性模量在设计值的82%~123%之间,即误差在-18%~23%之间。本作品中显示的误差在范围内,因此是合理的。 通过实验和等效计算得到压缩模量 END 研究人员基于固体物理学中晶体学的多重旋转对称性,提出了一种考虑增材制造几何约束的自支撑晶格的创新设计策略,并成功在航天器结构中获得应用。 另据媒体报道,超轻型金属晶格结构解决了深空探测器复杂结构的轻量化设计,实现了极其复杂结构的功能集成。而当前我国的深空探测器,无疑是指“嫦娥”系列和火星探测器。这种外部蒙皮+内部三维点阵、变密度、内部含有流道等特殊复杂的构型,在突破瓶颈、减重/提升性能、缩短周期、降低成本等方面产生了较大的综合效益。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.天问一号变推力发动机等采用3D打印零件,减重、减体积是关键 2.“天问”携“祝融”成功落火,航天五院529厂积极开展3D打印技术的研究与应用 3.含钛合金和超级合金3D打印组件,毅力号今日成功着陆火星 4.3D打印点阵结构:材料疲劳容限设计与制造的力学性能综述
  • 与航空航天用户绑定,3D打印服务商获发展契机

    与航空航天用户绑定,3D打印服务商获发展契机

    采用3D打印制造卫星部件所带来的好处是显而易见的,其不仅仅在于提供了复杂制造的可能性,还提高了制造进度、降低了成本并提高了卫星性能。而如果增材制造企业能够绑定卫星制造商,则无疑获得了重要的发展契机。专注于钛合金3D打印的Zenith Tecnica公司便紧紧把握住了机会,通过与知名卫星制造商Maxar Technologies合作,大力发了其航空航天增材制造业务。截止目前,双方合作已有五年之久,3D打印了260个钛合金零件用于卫星制造。 Maxar制造的全电动EUTELSAT 7C 卫星于 2019 年发射,使用近1000个增材制造组件 2016 年,Zenith获得了生产无人太空飞行部件的资格,其在定义和验证生产过程方面发挥关键作用。同年,Zenith与Maxar展开合作,并在两年后将第一颗含有钛合金3D打印零件的卫星被送入轨道。 Zenith的客户可以针对特定卫星特征和有效载荷优化零件结构和热特性。3D打印实现了以前传统制造方法无法实现的设计,这种优化的结果减少了零件质量以及数量,并提高了在轨寿命。据报道,自从通过Zenith采用3D打印生产航天器部件以来,Maxar受益颇多,包括提高了生产灵活性、降低了制造成本并提高了卫星性能。 Zenith Tecnica 3D 打印的卫星组件 该公司的钛合金使用 GE Additive Arcam EBM设备打印,然后对零件进行热处理,并对关键的装配特征进行加工。之后,需要对零件进行3D 扫描检查,以确保所有零件都符合规格。Maxar增材制造技术经理则表示,Zenith的团队是Maxar团队的延伸,前者总是加倍努力确保交付的零件质量达到高标准。到目前为止,两家公司在合作期间共同发射了五颗带有260个3D打印钛合金零件的航天器,这两家公司还有另外270个3D 打印部件要安装在其他八颗卫星上。 Zenith Tecnica3D 打印的卫星组件 3D 打印已经越来越多地用于生产优化的卫星组件,例如射频电路、波导信号互连和陶瓷天线等。对于3D打印服务商或者研究机构,绑定航空航天客户将是其获得发展的重要途径,尤其是在当前民用市场远远不足以支撑发展的情况下。铂力特,不就是深度绑定了航空航天和军工客户吗? 但同时,3D打印服务商或研究机构需要具有好的设计和质量保证能力,航空航天用户也愿意一起探索这些新技术和新应用。不过,我们所提到的服务商并非一定是如铂力特这样的行业龙头,研究机构也并非一定是国内顶尖实验室。国内很多航空航天客户和研究机构也在寻找更合适的合作伙伴来满足自身需求,有实力的团队所需要的恰恰是这样一个机会。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流群:867355738;网址: 延伸阅读: 1.年消耗5.4吨钛合金,成功用于陆、海、空、太空的金属3D打印解决方案 2.含钛合金和超级合金3D打印组件,毅力号今日成功着陆火星 3.新一代载人飞船实验船,实现60余件金属3D打印产品在轨应用 4.可替代Ti6Al4V | 航空航天结构应用和增材制造工艺的极佳候选材料