落地应用 – 3D打印技术参考-(第93页)    
  • 针对3D打印高性能聚合物PEAK专门优化,威格斯&一迈强强联合

    针对3D打印高性能聚合物PEAK专门优化,威格斯&一迈强强联合

    前言:威格斯(VICTREX)是聚醚醚酮和聚芳醚酮聚合物解决方案的全球领导者,一迈(IEMAI3D)是中国提供高性能材料3D打印解决方案的厂商。2023年8月,双方正式达成合作关系,联合发布白皮书(文末下载),用户可以使用威格斯针对增材制造专门优化的PEAK材料(VICTREX AM™200 Fil)和一迈的高性能高温3D打印机(MAGIC-HT-PRO),使最终的3D打印制件结晶度更加统一,表观更好,Z轴抗拉强度更高(详看白皮书)。 打印图来自 VICTREX & 一迈 VICTREX AM™ 200 Fil具有结晶更慢、熔点更低的特点,与其他市场上同类材料相比,其层间结合力更高,具有优异的易打印性,更少的收缩和翘曲,也更适合熔融沉积打印工艺。  ​VICTREX AM™ 200 Fil同时具有非常高的耐磨性、耐高温、耐疲劳和耐腐蚀性流体/化学品性能,可以满足多种需求严苛的应用,有助于提高设计自由度并提升生产成本效益。以下是双方白皮书的主要内容: 本次双方合作的增材制造优化型PEAK材料3D打印解决方案将于2023 TCT Asia进行展出,时间为2023年9月12-14日,展位号为B52,欢迎各位莅临交流。   威格斯是高性能聚醚醚酮和聚芳醚酮解决方案全球领导者,致力于航空航天、汽车、电子、能源和医疗等行业市场。每天,有数以百计的人民在使用含有该公司的聚合物产品或应用,所涉及的范围包括智能手机、飞机、汽车、尤其行业运营和医疗器械等。威格斯致力于为客户和市场提供最前沿的解决方案,并为股东创造价值。 一迈智能是中国一家专注于3D打印研发生产的高新技术企业,其品牌一迈 IEMAI 3D是全球化的工业级3D打印机品牌,致力于为用户提供多材料兼容的“All in one”3D打印解决方案,支持打印市场上绝大部分的热塑性材料,帮助用户解决在制造生产中遇到的难题。该公司执行产品研发及生产的高质量标准,所有的3D打印机和材料均已获得CE和ROHS认证。其重视品牌打造,目前已获得中国、美国、欧盟的商标证书 。一迈智能追求核心技术研发,目前已获得软件著作权、发明专利、实用新型专利、外观设计专利、国家高新技术企业称号。目前, 该公司的3D打印解决方案已应用到:航空航天、汽车、石油化工、医疗和电子制造业。 白皮书下载链接: https://www.iemai3d.com/wp-content/uploads/2023/08/CN-Victrex-AM-200-FIL-IEMAI-3D-MAGIC-HT-PRO-Printing-white-paper.pdf 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: 1.3D打印中的PEEK:一种耐用且要求苛刻的材料 2.我国石油企业使用一迈智能CF-PEEK 3D打印解决制造难题 3.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 4.孟加拉国专科医院购买中国3D打印机开展PEEK颅骨植入手术
  • 先临三维精度实验室获权威认证,为研发生产制造提供可靠质量保障

    先临三维精度实验室获权威认证,为研发生产制造提供可靠质量保障

    2023年8月25日,“先临三维CNAS精度实验室揭牌仪式暨光学三维测量系统校准规范研讨会”在杭州举办。此次盛会以“标准筑基 · 精度为擎”为主题,汇聚了计量领域杰出的行业专家、高校学者和企业代表等共同探讨三维光学精密测量技术的规范与应用,3D打印技术参考见证了此次会议举办。 来自中国计量科学研究院、航空工业北京长城计量测试研究所、浙江省计量科学研究院等计量机构的专家,中国计量大学、浙江大学、南京航空航天大学、同济大学、之江实验室等高校科研机构学者,CMVU机器视觉产业联盟、浙江省模具行业协会等协会专家,中航工业成飞、松下电器、江铃汽车、丰田汽车等企业用户,爱德华、中图、新天光电、Geomagic杰魔、Mitutoyo三丰、FARO法如等行业伙伴代表出席会议。各个领域专家多层次、多维度交流计量经验知识,碰撞学术思想,共同推进三维光学测量技术的标准化与规范化发展新趋势。 ·  01标准筑基·精度为擎 先临三维精度实验室正式通过CNAS(中国合格评定国家认可委员会)认证,已具备“独立开展校准服务”的技术能力,以高精度的尺寸测量服务,为公司、行业以及客户产品的研发、生产、制造等提供更加可靠的质量保障。 中国计量科学研究院专家 杜华(左)先临三维精度实验室主任 李仁举(右) 微米级的校准仪器与恒温恒湿的检测环境,让精度实验室的整体配置达到国内外权威计量机构同等水平;计量传递与计量溯源两线并行共同实现可追溯性计量校准,保证校准结果客观、准确。 先临三维精度实验室的产品校准服务,基于国家计量技术规范JJF 1951-2021,以及德国工程师协会发布的VDI/VDE 2634 国际标准,可以出具盖有CNAS标准章的精度报告,实现与全球100+国家及地区互认。 先临三维不仅是标准规范的践行者,也是标准规范的参与制定者。2022年6月28日,JJF 1951-2021《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》这项国家计量技术规范正式实施,为光学三维测量技术的规范化和普及化应用提供了重要指导和依据。 此外,先临三维还牵头起草了“白光三维测量系统”与“结构光手持式三维扫描仪”的行业标准,参与起草“牙颌模型三维扫描仪技术要求”国家标准。 02链起高精度三维视觉生态 企业创新能力一方面取决于内部资源投入,同时也得益于创新生态中的协作力量。先临三维不仅强化自身研发实力,还积极联动产业链上下游、高校、科研院所、行业协会和用户共建三维视觉创新应用生态,以实现跨界合作,共创共享。 中国计量大学机电工程学院副院长 许素安(左)先临三维3D数字化事业部总经理 杨扬(右) 本次会议上,先临三维与中国计量大学签订长期合作协议,双方进一步在计量领域开展人才共育、应用共探、资源共享的合作,共同推动三维光学计量仪器和测量技术应用的发展。目前,先临三维已经与浙江大学、清华大学、北京大学、四川大学等知名高校开展合作,承担十余项国家、省、市重要科技项目。 标准筑基,精度为擎。走过近20年,先临三维作为高精度3D视觉领域领军企业的背后,是坚持长期主义的逻辑,不断加大研发投入,坚持建设标准体系,持续深耕终端应用,以“高精度与高标准”链动产业生态,为制造业高质量发展筑基护航。 CNAS CNAS是中国合格评定国家认可委员会的英文简称,是国内唯一一家具有资格颁发国家认可实验室的机构。国家实验室认可是由中国合格评定国家认可委员会(CNAS)对检测/校准实验室和检查机构有能力完成特定任务做出的正式承认及授权,通过认可的实验室出具的检测/校准报告可以加盖中国合格评定国家认可委员会(CNAS)和国际实验室认可合作组织(ILAC)的印章,所出具的校准项目的数据具有国际权威性,其数据国际互认。 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.销量超10万台!先临三维不断创新,推动三维扫描进入全新时代 2.先临三维2022年度报告:营收7.68亿元,同比增长35.34% 3.强强联合!先临三维与大族机器人签署战略合作协议 4.3D扫描+3D打印│强强联合的全新、全彩真人手办解决方案
  • 首都航天机械有限公司实现超大尺寸铜合金产品的高效增材制造

    首都航天机械有限公司实现超大尺寸铜合金产品的高效增材制造

    3D打印技术参考于注意到,首都航天机械有限公司于8月23日发布消息称,首都航天机械有限公司在火箭发动机金属3D打印制造方面取得重要进展。 填补国内空白 文章指出,首都航天机械有限公司成功实现某型发动机推力室身部内壁试验件的增材制造。该产品直径达600毫米量级,高度达850毫米量级,是目前公开报道过的最大的整体增材制造铜合金身部产品,其成功研制也标志着该公司成为国内首家全面掌握大尺寸铬锆铜合金激光选区熔化增材制造技术的单位。该技术突破填补了国内增材制造技术领域的空白,助力发动机生产跑出创新“加速度”。推力室作为为火箭发动机提供强劲推动力的核心组件,是典型复杂精密构件。以往,推力室身部结构生产涉及的工序繁杂,制造周期至少为6个月,可靠性不足,且生产成本较高。为适应高强密度发射的新形势,逐步实现“提质降本增效”,增强竞争优势,推力室身部的增材制造技术攻关被提上日程。激光选区熔化技术成型精度高,是复杂结构推力室身部增材制造的“不二之选”。 研制之初,工程化应用极为困难 2020年起,在前期近七年的技术经验积累下,首都航天机械有限公司增材团队针对某型发动机,开展铬锆铜合金推力室身部零件技术调研与方案制定等工作,并深入开展工艺攻关,逐步形成了整体结构优化设计的新思路,为日后的技术突破奠定基础。 但是工程化应用之路似乎道阻且长。铬锆铜合金材料制备推力室身部具有显著优势,但与此同时,这种材料对激光反射率高,热传导快,激光选区熔化成形难度大,国内增材制造行业内暂无成熟专用设备,实现超大尺寸铜合金产品的高效增材制造难度极大。 从0到1,成功制造 “设备是我们实现从‘0’到‘1’突破的基础,是需要我们首先去跨越的‘关卡’。”团队成员陈帅表示。对此,该团队针对铜合金增材制造的特点,充分研究激光功率等不同的工艺参数对成形规律的影响,并依据试验数据,首次提出了专用设备的集成方案,联合设备厂家首次研制出了行业内少有的红外激光铜合金产品的专属增材制造设备。在专属设备的加持下,铜合金产品的增材制造之路就此起航。 然而,在产品制造的过程中,团队遇到了新的问题:冷却通道粗糙度高,常规的表面光整技术无法实现冷却通道的光整。对此,团队成员开始积极探索更合适的光整技术,以提升零件表面质量。在开展数次组合工艺试验后,团队最终实现了复杂窄流道结构燃烧室的精密光整。 3D打印,显示更大应用潜力 经过三年不懈努力,团队先后完成了铜合金粉末质量控制、铜合金激光选区成形工艺优化等一整套技术研究,在国内率先实现了铬锆铜合金激光选区熔化增材制造的技术突破。采用该技术制造的产品性能较设计指标提高50%以上,成形零件尺寸精度大幅提升,且生产周期缩短至惊人的15至20天,成本较传统生产模式明显降低。 4月14日,目前已公开报道过的最大的整体增材制造铜合金身部产品——某型发动机推力室身部内壁试验件问世。增材制造技术的大门再一次被推开更多,这项新技术显示出更大的应用潜力。  为了加速推进工程化应用进程,首都航天机械有限公司成立了集“增材制造、后处理、连接、检测、试验和保障”为一体的型号产品增材制造专项工作组,预计年内将完成多型发动机推力室头部及身部、涡轮泵等产品的增材制造。 注:本文内容来自首都航天机械有限公司,转载已获授权。 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.从有需求、无设备,到打印全球最大火箭燃烧室,成就航天,也成就3D打印行业 2.全3D打印制造 | 深蓝航天可重复使用发动机数十次试车成功 3.NASA纯干货分享:采用3D打印研制火箭发动机的失败教训与经验总结(重新认识构建过程) 4.15%部件3D打印制造 | 美客运高超声速发动机完成关键测试,接近首飞
  • 长文:“新一代软件”是金属增材制造未来发展的关键一环

    长文:“新一代软件”是金属增材制造未来发展的关键一环

    金属增材制造(Additive Manufacturing)工艺有巨大的可能性,该技术为零件整合和轻量化创造了机会,结合了传统技术无法复制的有机结构。它为高级定制、小批量生产甚至批量生产打开了大门。它可以在设计过程中实现快速原型设计和更快的迭代。它减少了浪费、库存和能源消耗。它成熟、易于使用,并广泛应用于众多制造应用中,可以从根本上改变各个行业的生产方式。那么,为什么增材制造在金属制造方面的增长仍然如此缓慢呢?市场规模的差距非常明显。据了解,2021年全球金属增材制造市场价值为25亿美元,而全球塑料增材制造市场价值为456亿美元,是同类市场的近20倍。 软件公司Oqton希望加快金属增材制造技术的推广,他们认为新一代软件是推动3D打印金属工件全面普及的关键。 软件可以促进利用只有增材制造才能实现的复杂几何形状(Courtesy Oqton) Oqton的CEO Ben Schrauwen近日在《Metal AM》详细分析了当前制约金属增材制造发展的核心难题:生产稳定性欠缺、成本过高、专业人才缺口: 生产稳定性欠缺:不同机器、不同时间、不同地点印制的工件质量存在差异,重复性不高。 成本高:金属材料、设备、人力成本居高不下,每个零件的成本仍很高。 专业技能人才稀缺:金属增材制造的设计和流程需要大量专业知识和经验,掌握者寥寥。 Schrauwen认为,目前缺少的是同时解决所有这三个挑战的方法,使制造商能够提高可重复性,提高成本效率,并使金属增材制造更容易被更广泛的专业人士使用。 传统的制造执行系统 (MES) 暗示了正确的想法,但它们的设计根本无法利用有助于提高金属增材制造零件和产品质量、大幅缩短交货时间并更有效地响应客户要求的流程。 幸运的是,新一代软件已经到来。这些新系统充分利用金属增材制造的固有优势,解决当前的所有挑战,并为更高效和创新的未来指明道路。让我们来看看下一代软件将如何推动金属增材制造更快、更深入的采用。  人工智能,更具体地说是机器学习,可以大大降低金属增材制造工作流程的复杂性。当结合在同一软件系统中时,这些技术有助于为快速、灵活和(在某些情况下)完全自主的金属增材制造生产铺平道路(Courtesy Oqton) 人工智能AI和ML技术大幅降低工作流程的复杂度,不仅专家,更多用户也可以上手。AI驱动的自动化可处理许多流程: 自动分类工件,确定后续生产路径 识别工件的关键区域,指导支撑生成 推荐最佳的成型方向 优化零件在系统上的排版,提高机器产能 在AI支撑下,不同水平的用户都可以提高工作效率。最终,AI软件可以实现全自动化生产,优化无人值守制造。   将尽可能多的零件装入增材制造机器有助于增加产量并降低成本。人工智能技术可以提供优化的 2D 和 3D 排版方案,以提高机器产量,例如interlocking排版(Courtesy Oqton)云系统 下一代金属增材制造软件的设计更加模块化和基于服务,允许单个组件随着制造企业需求的变化而扩大或缩小,云对于这种轻松的可扩展性至关重要。 事实上,云是工业4.0的关键技术之一。它看起来似乎是一个简单的开发,但它对制造业的影响是巨大的,因为它开创了软件即服务 (SaaS) 的时代,这使得制造企业可以仅通过互联网处理来自不同站点的相同文件连接和浏览器。 这意味着无需在现场运行软件,也就意味着您无需购买、安装、维护或升级服务器机架,这对于降低总体拥有成本(TCO)有明显的效果。 但对于考虑金属增材制造的商店来说,更重要的是,云意味着您可以确保在两个不同站点制造的两个零件将以完全相同的方式、相同的所需机器和材料配置从完全相同的文件打印,确保一致性和可重复性。 数据安全对于使用SaaS的制造企业来说,存储在云中的信息的安全性是一个关键问题,因为金属增材制造工作流程中的模型代表着极其宝贵的知识产权。为了推进下一代软件解决方案,制造企业需要确信这些数据将保持安全、可靠和私密。 Schrauwen指出,如果采取正确的措施,云通常是存储有价值数据的最安全选择。云服务供应商提供数据备份、加密、访问控制、ISO 27001等等安全认证和规范,对许多制造企业来说,云服务比自主的数据中心建设方式更安全、更经济: 减轻企业专业人才缺口负担: 制造企业通常不是数据安全专家,创建一个成熟的数据安全管理团队的成本太高。将数据移至云端将安全责任转移给 SaaS 供应商,这些供应商专注于备份文件以实现冗余以及保护数据免受各种威胁。 控制: 不久前,较为保守的制造企业相信本地网络和本地存储是准确了解谁在何时访问哪些数据的唯一方法。事实上,云系统提供相同的控制、访问和审计功能。如今,大大小小的企业都可以安全地使用这些服务。 认证: 安全认证是通过第三方审计、判定服务商已采取正确的安全措施、符合权威安全规范的证明。最著名的云安全认证是起源于美国的SOC 2和流行于欧洲的ISO 27001。其中SOC 2 被认为是“黄金标准”,它描述了确保服务提供商安全地管理信息的审核程序。审核员评估 SaaS 提供商确保安全性、可用性、处理完整性、机密性和隐私的程度。审核员根据他们的发现颁发证书。 加密: 云SaaS 提供商应对传输中的数据(当数据从计算机移动到云时)和存储的数据进行加密。此外,文件应始终首先加密、然后存储,而不是相反。 超越网格面片:混合建模思想增材制造利用复杂的晶格结构、三周期最小表面 (TPMS)、填充物、腹板线(weblines)和其他有机几何形状,为设计和生产金属零件创造了前所未有的机会,从而突破了创新的极限。 这些独特的结构使设计师能够创造出性能更好的零件。设计人员可以追求轻量化、零件一体成型、拓扑优化、更优秀的热管理,甚至是更有利于骨长入的接骨植入物。 复杂设计技术更广泛接受的障碍是软件。许多解决方案只能创建单一类型的几何表示,而为了设计和打印高性能零件,工程师可以使用几何形状的组合。因此,设计师和工程师必须在多个软件解决方案之间切换,以管理单个零件中不同类型的几何形状。 下一代软件正在通过混合建模来解决这个问题,混合建模能够在单一解决方案中容纳所有文件格式和几何形状。 混合建模结合了各种几何设计和数据,因此可以将它们编辑并从其原始格式转换为打印指令。这意味着制造企业可以使用复杂晶格的隐式建模、用于与进气口平滑连接的实体(CAD 或 BRep)模型、用于定制零件的网格或用于无限几何公式的体素网格。设计完成后,统一的数据可以无缝流入金属增材制造系统,不需要重复转换。 提升质量稳定性 由于过程中存在大量变量,重复性问题是金属增材制造所固有的,每个变量都是在不同时间、不同地点在不同机器上制造一致的高质量零件的一个弱点。 端到端软件系统增加整个金属增材制造工作流程的可视性和控制。自动化报告追踪每个流程步骤,洞察效率改进。传感监控和构建分析帮助尽早发现问题。 全流程自动化确保不同工件、机器和地点保持最佳一致性,最大限度提高可重复性,减少人为错误。 带有实时仪表板的端到端增材制造解决方案可通过有关增材制造机器、后处理设备、机器状态、时间表和传感器数据的信息全面洞察流程(Courtesy Oqton) 新一代质量控制 现代质量管理工具使问题检测和早期纠正更容易,避免昂贵的报废和后处理。例如,报告结合扫描分析和日志数据判断变形的根本原因。操作员可以发现机器工件的磨损趋势。 产程协同与快速复制 AI软件系统不仅提高了透明度和预防错误,还使制造商能够在人工智能的帮助下快速开发和部署高效的工作流程,适应变化的业务需求。在经过验证的生产模板基础上,制造企业可以应用金属增材制造到新用途,无需从零开发。AI帮助高效、低浪费地编排流程,降低总成本。 通过降低总拥有成本促进增材制造发展 上述功能综合作用,通过降低总体拥有成本来减少金属增材制造的采用障碍。流程优化降低人工成本,云系统降低基础设施投入,AI提升质量和产量,一致性流程减少材料和时间浪费。 单独来看,其中每一项都可能不足以支持金属增材制造。但下一代软件在单一解决方案中提供了所有这些优势,这确实可以改变投资回报率方程,对金属增材制造有利。   …
  • 增材制造明确纳入国家《新产业标准化领航工程实施方案(2023─2035年)》

    增材制造明确纳入国家《新产业标准化领航工程实施方案(2023─2035年)》

    2023年8月22日,工业和信息化部联合科技部、国家能源局、国家标准委正式印发《新产业标准化领航工程实施方案(2023─2035年)》(以下简称《实施方案》)。其中,在新材料与高端装备两个专栏中明确提出研制增材制造相关标准,面向产业融合发展需求和应用场景探索,开展相关标准预研工作,全面推进增材制造产业的标准体系建设。 工信部等四部门关于印发《新产业标准化领航工程实施方案(2023─2035年)》的通知  《实施方案》在重点任务的新材料专栏中,面向先进钢铁材料方向提出要研制高强韧汽车用钢、高品质零部件用钢、长寿命耐磨钢、高品质工模具钢、超高强度钢、新一代高温合金、增材制造用黑色金属粉末等机械结构材料标准;面向前沿新材料方向提出要加强超导材料、智能仿生、液态金属材料、增材制造材料等前沿新材料的技术路线图研究,开展前沿新材料关键技术标准和检测方法标准预研,支撑前沿新材料首批次应用和推广。 《实施方案》在重点任务的高端装备专栏中,将增材制造装备单独作为一个分类,明确指出研制增材制造装备核心工艺和部件、关键技术、测试评估等标准。重点提出要研制增材制造粘结剂喷射、定向能量沉积、粉末床熔融等基础工艺和装备标准,以及多材料、多色流、阵列式、复合增材制造等新工艺和装备标准;研制工艺数据库、数据转换、编码要求、文件格式等数据和接口标准;研制装备验收、人员评定、关键零部件检测等标准。 当前,我国正处于加快推动制造业高质量发展的关键阶段,制造新需求和新模式对增材制造提出了更高的标准和要求,增材制造技术的不断发展与应用,对标准化的需求也将持续增加。增材制造产业标准体系的建立健全,在保证产品性能、提高产品可靠性与一致性、促进技术创新及应用、提高生产效率、显著降低研发与生产成本等方面具有重要作用,对于推动增材制造产业高质量发展具有重要意义。  下一步,国家有关部门将会同行业协会、中央企业、标准化技术组织、标准化专业机构等各有关单位,持续完善增材制造产业标准体系建设,充分发挥标准对推动技术进步、服务企业发展、加强行业指导、引领产业升级的先导性作用,不断提升增材制造产业标准的技术水平和国际化程度,为加快增材制造产业高质量发展、建设现代化产业体系提供坚实的技术支撑。 注:本文内容来自增材制造产业联盟。 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.通知!Formnext增材制造展即将开展!参展必读攻略曝光 2.TCT亚洲展直击如何借助软件让3D打印流程找到“舒适圈” 3.烧结,影响粘结剂喷射金属3D打印零件控形控性的重要因素 4.【征文通知】第三届航空航天增材制造大会征文通知
  • 墨尔本理工大学:一种量化增材制造疲劳数据不确定性的方法

    墨尔本理工大学:一种量化增材制造疲劳数据不确定性的方法

    近日皇家墨尔本理工大学和科罗拉多矿业大学等科研院所的研究人员提出了一种表征增材制造疲劳试验数据适用性的方法。该方法考虑了增材制造的特定过程,设计和材料方面。可用于确定报告数据与特定场景的相关性,并为增材制造疲劳研究人员提供有效报告所需文件指导。使用公开的粉末床熔融Ti-6Al-4V疲劳数据证明了所提出的方法,深入了解了报告数据的总体质量,检查了大量(N>30)数据集,以了解设计和工艺变量的影响如何影响疲劳响应。相关研究成果以“Fatigue test data applicability for additive manufacture: A method for quantifying the uncertainty of AM fatigue data”为题,发表于材料科学TOP期刊《Materials & Design》。   已经公布的疲劳数据对疲劳限制系统的设计至关重要,因为它减少了对昂贵且耗时的定制疲劳测试的需求。这一公布的数据尤其与新兴材料和制造技术(如增材制造)的特征有关。当疲劳数据没有充分记录时,由于疲劳响应的不确定性,其对设计的实用性可能会受到限制。材料的疲劳响应主要受载荷和环境、材料和微观结构、部件几何形状和几何缺陷的影响。这些因素的贡献可概括如下: 载荷和环境:改变疲劳载荷条件会导致其他类似材料和制造条件下的疲劳响应发生变化。例如,低周疲劳响应主要由裂纹扩展主导,而块状材料特性在很大程度上主导了观察到的疲劳强度。高周疲劳,主要是裂纹萌生,其中表面缺陷影响更大。 材料和显微组织影响疲劳响应:这一影响在粉末床熔化(PBF)中非常明显,与其他制造方法(如铸造)相比,PBF具有快速凝固(因此具有明显的微观结构)。例如电子束增材制造中较高的相对加工温度,残余应力被降低。热处理通常用于消除部件中的残余应力,这也会导致更粗糙的显微组织。热等静压(HIP)由于高温和等静压的结合,通过消除内部气孔改善疲劳响应。 部件的几何形状和表面缺陷:可能会引起应力集中,进而降低部件的疲劳寿命。大多情况下增材制造样品中存在大量可能影响零部件几何形状的制造变量。表面粗糙度已被证明是影响粉末床熔融Ti-6Al-4V疲劳寿命的最不利因素。例如,层高影响表面粗糙度和内部缺陷的形成,进而影响疲劳寿命。目前已经提出了一些方法来表征和评估疲劳试验数据的适用性,这些方法是针对传统材料和制造方法定义的,没有考虑增材制造的疲劳相关方面。因此这项研究提出了一种表征已报道的增材制造疲劳试验数据适用性的方法。该方法考虑了增材制造的具体流程、设计和材料方面。它可用于确定报告数据与特定场景的相关性,并为增材制造疲劳研究人员提供指导,说明有效报告需要哪些文档。利用公开的粉末床熔融Ti-6Al-4V疲劳数据对该方法进行了验证。这项研究提供了对报告数据的总体质量的见解,检查了大量数据,以了解设计和工艺变量如何影响疲劳响应,并确定了未来研究的机会。 表1 根据ASTM E468-18为金属材料的疲劳报告选定的疲劳文件标准 表2 增材制造文件标准选自ASTM F2971-21标准,用于报告增材制造公司制备的试验样品的数据  图1 基于35个增材制造疲劳数据的每个组合文档标准的满意率 图2 疲劳、增材制造和组合文档标准的适用性指数 图3 显示粉末床熔融试件疲劳数据S-N图 图4 这项研究中分析的所有增材制造疲劳数据的算术平均粗糙度Ra与最大应力Ra的对比 增材制造的使用在高价值商业应用中变得越来越普遍,包括疲劳限制组件。然而为了自信地采用这些安全、关键、高价值应用报告的增材制造疲劳测试数据,强大的支持文档是必不可少的。这项研究提出的增材制造疲劳试验报告适用性指标代表了现有方法在量化疲劳试验数据对增材制造适用性方面的重大进步。这些指标可以用来评价已发表的增材制造疲劳试验数据的质量,帮助设计人员识别高适用性的数据,并识别低适用性的领域,这些领域可能是进一步研究的目标。该研究还强调了高度相关的增材制造合金(Ti-6Al-4V)文件的不足,强调了对增材制造疲劳数据进行严格评估的必要性。最后这项研究中使用的粉末床熔融Ti-6Al-4V大型数据集为增材制造疲劳反应中可能发生的变异性提供了有价值的见解,特别是与制造,抛光和热等静压样品有关。这些数据为未来研究感兴趣的独立变量提供了宝贵的资源。 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.增材制造:拓扑优化与梯度点阵结构提升零部件附加值 2.沈航:面向金属增材制造的拓扑优化设计研究进展 3.整体化、轻量化与批量化 | 铂力特展示航空航天金属3D打印潜力与趋势 4.「3D打印态」钛合金具有均匀且不间断的柱状晶,获得良好的抗蠕变和抗疲劳性
  • 烧结,影响粘结剂喷射金属3D打印零件控形控性的重要因素

    烧结,影响粘结剂喷射金属3D打印零件控形控性的重要因素

    导读:只有在稳定的制造条件下,金属注射成型或采用粘结剂喷射3D打印工艺(如粘结剂喷射)生产的烧结零件才能达到一致的高质量。然而,烧结炉中的不均匀和瞬态温度是难以控制的重要变化因素。 在开发和生产部件时,必须找到相对最佳的设计或制造条件,特别是在价格压力和质量要求的背景下。由于时间、资金的限制,在这些领域达到绝对的最佳状态是不可能的,只能缓慢持续改进过程。对于粘结剂喷射3D打印技术成形的零件,通常首先需要将零件进行脱脂,在该过程中大部分的粘结剂会被去除。 然而,烧结炉内的瞬态和不均匀状态会对烧结件产生影响。特别是,烧结零件内的温度梯度是各种问题产生的原因。因此,随着烧结零件尺寸的增加,这些问题变得更加复杂。同时,不均匀的热输入还会造成粘结剂降解不均匀的后果。烧结炉的高质量烧结只能通过在受控条件下稳定的制造工艺来实现,从成型开始,到烧结结束。   对于粘结剂喷射3D打印来说,在工业烧结过程中,单个烧结部件的温度随着时间的推移而变化,并根据它们在炉中的位置而变化。这意味着在烧结过程中,每个烧结部件都暴露在单独的瞬态温度环境中。 在烧结阶段开始时,部件由于放置的位置不同,温度相差可超过30℃。同时,中间的零件比靠近炉膛加热的零件晚20分钟以上达到所需的烧结温度。这证明,即使在烧结过程中保持炉温,也会导致每个烧结部分的瞬态、不均匀的温度环境。  炉温刚刚达到1400℃时(左)和保温时间结束时(右)的烧结件温度 仿真计算的结果显示,在3.5小时后,炉内各处应达到1400°C的目标温度,然后在炉内保温1.5小时。然而,计算显示出不同的结果:烧结部件之间的温度分布明显是不均匀的,当炉温刚刚达到1400°C,温度差异100°C,结束的时候保持时间共计5小时后,温度差异仍高达34°C。在这个例子中,辐射热源在1400°C,在真空烧结的情况下,决定变量是炉内所有区域、置物架和烧结部件之间的热辐射,以及模型中所表示的所有部件内部的热传导。计算表明,在加热开始时,面向受热体的烧结部件暴露在高达3500w /m2的高热流中,而放置在炉中央的烧结部件几乎没有接收到热量。热量从炉管散发出来,被炉壁、炉门内侧、炉架和烧结件吸收。发射或吸收的问题产生于辐射能交换的表面的温差。 在加热阶段结束时,炉内某一段的烧结部件的温度。左边边界是炉中心,右边边界是炉侧的加热管 仿真定义了两个特征阶段:第一阶段是加热阶段,在该阶段,样品的导热系数由钢颗粒的热传导和它们之间的辐射的温度依赖效应决定;第二阶段是等温烧结阶段,导热系数由同样的效应决定。考虑到粉末颗粒在烧结过程中形成越来越致密的结构时,热传导量的增加。在烧结过程中,从烧结开始到烧结完成,导热系数随密度的增加而增加,从40%到100%呈线性变化。在保温阶段,仍有相当大的热量交换,这是由于炉内永久存在的温度梯度。 烧结炉内的温度分布在任何时候都是不均匀的。考虑到这一点,应该提出有关工艺改进的问题,以便在烧结过程中更接近稳态和均匀温度。然而,开发、测试和实现可使炉温更均匀的替代加热概念当然是有风险的、耗时的和成本高的。  粘结剂降解过程中生坯的瞬态局部应变   在重力作用下蠕变和基底上自由滑动会产生瞬态局部收缩  对于注射成型和粘结剂喷射3D打印零件的热脱脂过程中,粘结剂不均匀分解和由此产生的不均匀瞬态应变和应力,可能会使零件中出现缺陷。例如,不均匀、单侧暴露在高温下下的生坯部分会面临特殊风险,会导致生坯部分的特征性伸长;在重力作用下蠕变和基底上自由滑动会产生瞬态局部收缩。  实际上,烧结变形,已经成为一些从事粘结剂喷射3D打印技术开发的企业面临的主要难题。金属粘结剂喷射技术对材料、粘结剂以及打印工艺(包括粘结剂的喷射量、粉末中的压力分布、沉积时间等)、烧结制度、零件设计等等有着重要的依赖关系,技术含量并不比SLM低。与此同时,该技术所制备的零部件存在两个主要缺点:一个是在烧结过程中零件的非各向同性收缩问题;另一个是由于零件重量与烧结制度匹配不佳所带来的潜在变形问题,这会限制所能成型的最大零件尺寸。此外,还有一个不可忽视的因素是设备成本问题,后工艺阶段的脱脂烧结炉,比3D打印机贵的多。 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.粉末床熔融和粘结剂喷射金属3D打印零件热处理及烧结面临的挑战 2.金属粘结剂喷射3D打印:在尝试使用该技术时须考虑整个工艺链 3.粘结剂喷射金属3D打印│知名汽车品牌均在挖掘其应用潜力 4.最新突破:粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造
  • 99.95%!国产Raise3D桌面级3D打印技术具有颠覆性的成功率,广获应用

    99.95%!国产Raise3D桌面级3D打印技术具有颠覆性的成功率,广获应用

    导读:“打印故障率甚至要远低于进口的价值百万级别工业级FDM(工业级千分之五的水平)。正是由于这样的打印表现,使产品得到了很多大型3D打印服务商的认可。”   对3D打印行业来说,TCT亚洲展(亚洲3D打印、增材制造展览会)一直扮演着重要引领的角色。其Slogan也从最早的“设计灵感制造创意”,到“设计制造一体化”,再到当下的“构建3D打印与增材思维”,TCT一直是推动3D打印技术应用的重要组成力量。2023年9月12日-14日,第9届TCT亚洲展将在国家会展中心(虹桥)举办,作为此次展会的参展商和赞助合作伙伴,Raise3D复志科技此次的展台搭建体现出该公司对于从原型到生产的全新理解——Raise the Production! 作为穿越疫情三年之后的首届展会,Raise3D将把过去三年沉淀的各项应用,以极高的浓度在本届TCT上为观众展示,观众将在展台上看到后现代主义的拼接——一个运动快闪店、一个超级“打印农场”、一个汽车4S车店。 7×24小时连续工作 打造超级3D打印农场 由12台配置HyperSpeed高速套件的Pro3和Pro3 Plus带来的3D打印农场矩阵,将展示高速、高精度和连续生产的能力,将颠覆对于FDM/FFF技术的固有认知。 展会首日(9月12日)更有合作伙伴关于3D打印服务、人工智能和自动化生产的精彩的演讲!     Raise3D复志科技CTO李健喆表示:“Pro3系列在目前生产服务商和大型的工厂集群客户都有极好的应用示范,作为FDM类型打印机,其核心连续生产指标——打印故障率甚至要远低于进口的价值百万级别工业级FDM(工业级千分之五的水平)。正是由于这样的打印表现,使产品得到了很多大型3D打印服务商的认可。” 面向可持续的未来 新能源汽车改装和售后 这次我们还在展台里面塞进一个新能源汽车售后展区,一个汽车改装展区,展示了面对不同的制件,Raise3D打印设备在汽车改装领域展现出的多种应用能力。对于售后服务或者是汽车改装店来说,目前新能源的4S越来越集中在中央商圈,Raise3D打印机能高速地打印出客户需要做的改装件或者需要维修更换的零件,未来将有机会像眼镜一样实现立等可取的效果。以下为改装样件展示:  此外,Raise3D还推出全新工业级3D打印机RMF500,非常适合汽车行业的试制以及后市场。Raise3D CTO李健喆表示,“2023新款的RMF500搭载了HyperFFF™技术,也很有可能是全球第一款把主动消振的高速3D打印技术加到工业级产品的设备。”  设计制造一体化 运动品牌快闪店 Raise3D复志科技展台内还开设了一个运动快闪店,3D打印的碳纤维单车、3D打印鞋等都可以在一览无余,此外还准备了刚刚全新发售的2款运动鞋,可以在现场试穿,并在展会现场直接扫码下单,快递到家。 匹克态极910板鞋鞋面采用FDM熔融堆积3D打印技术,轻盈、透气、100%可回收再利用。鞋面线条灵感来自赛博朋克美学中的神经义体贯穿整个鞋身,将复古的构型全部突破重构。 匹克态极910 3D打印板鞋   匹克音爆2.0 3D打印「音浪系列」篮球鞋灵感源自战斗机划过海面激起的浪花,鞋面布满精细的3D打印海浪纹理,仿佛将汹涌的海浪凝固在鞋面上,赋予了鞋子动感十足的外观,每一步都如同冲浪者踩在汹涌海浪之上。 匹克音爆2.0 3D打印鞋 ▲Raise3D如何助力匹克运动鞋生产转型? 全新设备、全新工艺,全新机型,9月12日 上午10:00 即将发布。 扫描下方二维码,提前预约参观,免现场50元门票费。更多精彩活动,请莅临TCT 2023 Raise3D复志科技J24展台! 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.国际赛车车队将3D打印应用到赛车运动中的多种方式 2.America Makes再资助近1200万美元用于3D打印材料开发和数据收集 3.联泰科技光固化3D打印技术助力我国电子制造企业升级 4.汉邦科技将携最新金属增材制造解决方案亮相2023深圳Formnext
  • 综述:热交换器与3D打印、拓扑优化、晶格结构以及航天应用

    综述:热交换器与3D打印、拓扑优化、晶格结构以及航天应用

    热交换器在多种应用中不可或缺。一般来说,热交换器用于在流体之间传递热量(通常是运动流体),以消除组件在工作过程中产生的过多热量。特别是在航空航天应用中,发动机的大部分冷却是由位于发动机和机舱之间的空气-油热交换器提供的,热交换器可以冷却运行中发动机的机油,从而尽可能优化发动机的容量。因此,该器件必须能够在高温、严重腐蚀和磨损的条件下运行,适用于在海洋大气、动态振动和长时间运行的地区停顿时间较长的飞机。 热交换器传统开发和制造面临挑战  由于结构复杂,航空航天热交换器传统上通过钎焊或扩散接合组装薄板的漫长流程生产而来。钎焊使用熔点低于所连接基材的填充金属,可产生牢固的粘合并提高耐腐蚀性等性能,但它并不完全适合具有多个接头的大型部件,并且需要高技能和经验丰富的操作员才能达到最佳结果。创新的扩散接合可以使金属部件之间更好、更容易的结合,从而形成高性能的紧凑型热交换器。特别是,该过程包括施加高温和高压来粘合板材,而不会熔化或使形状变形。然而,该过程需要专门的设备和较长的处理时间。此外,连接的成功依赖于表面处理和表面之间的紧密接触,限制了复杂几何形状的应用范围。多年来,航空航天业取得了巨大的技术进步,如今热交换器的组件制造效率更高,以最大限度减少浪费。然而,新的、更高效的热交换器的开发仍在继续。最重要的是通过影响尺寸等来减少组件的最终重量,同时热效率方面的性能必须达到高水平。因此,热交换器的设计和制造过程中有几个主要目标,从工程和生产成本的角度来看,这些目标都具有挑战。 航空发动机中的油热交换器 如今,航空航天领域使用的所有组件都对制造和使用寿命提出了要求,以满足最严格的环境规则,迫使这些行业对热交换器有了新的愿景,希望通过复杂设计提升热交换效率,但通过传统制造技术却实现复杂系统的制造。此外,这项新规定引发了对新型制造技术的考虑,因此也考虑了具有高密度/强度比的材料。 由3D打印制造的热交换器 热交换器的设计通常是最大化零件表面积和最小化零件内压降之间的复杂平衡。通常,热交换器可以通过多种方式进行分类,例如传递机制、过程性质、流体流动和紧凑性。紧凑型热交换器的特点是每单位体积具有大量的热交换表面,通过最小化组件的总体积来最大化传热是紧凑型热交换器设计的基础。由于体积相对较小、重量轻且热效率高,这些紧凑型热交换器已在航空航天领域得到广泛应用。 拓扑优化与晶格结构受重视 科学界仍在探索新的设计工具和制造方法,以解决热交换器的现有局限性,并最大限度提高热效率,同时实现组件的极度紧凑和轻量化。热交换器的许多细节最终不是由性能要求驱动,而是由制造能力驱动。因此,了解节距、翅片高度和翅片厚度等变量的影响对于重复生产轻质、高性能的热交换器至关重要。过去,大量关于翅片形状与热效率之间相关性的研究推动了新热交换器的设计。传统上,所使用的翅片类型是金属板材成型或弯曲工艺的结果,并且其几何形状必须允许在最终部件上轻松连接。这减少了用于生成新的、功能更强大的热交换器的可能的几何形状组合。 Sintavia 3D打印制造的大尺寸热交换器   现代工业已达到一定的技术进步水平,可以保证克服上述限制。特别是,设计阶段的拓扑优化和生产阶段的增材制造这两种新技术的结合,扩大了热交换器的生产空间,增加了可能的类别,并且在一些限制下,可能有助于提高性能用于航空航天和其他应用。 拓扑优化是一种数学技术,它使用可变的设计参数和约束条件来生成形状,以保证一个或多个目标函数的最大化或最小化。具体来说,在满足约束条件的情况下,通过调整工程参数的值来达到目标函数的最大值或最小值,这就是优化的实现。这种有用的工具与先进的计算建模软件和增材制造技术相结合,可以创建具有优化表面和低重量的热交换器设计。 使用优化模型和增材制造生产的新型热交换器 对最大化散热和性能的日益增长的需求是热交换器设计的新愿景。例如,晶格结构的使用被证明是增强传热从而提高热交换器效率的一种可能方法。晶格结构是一种由支柱组成的结构,以周期性排列的拓扑顺序排列,重复一次或多次。网格结构保证了显著的机械阻力,从而形成高效的负载支撑系统,并且还为横流热交换提供了制造的可能性。由于冷流体通过孔道传播的横流,来自热流体的热量通过传导和对流通过网状结构局部消散。晶格结构的空区域中的高热传导和对流以及低流动阻力的结合导致了高效的热交换。传统上,晶格结构是使用传统制造技术生产的,这在架构数量上有很多限制。另一方面,现代增材制造技术的引入扩大了可以创建的可能几何形状。 带有晶格结构的3D打印热交换器   目前,对空心结构使用的研究正在进行中,与晶格结构的结合可以显著提高热效率。这些通过增材制造制造的新型空心壁热交换器具有巨大的工业发展潜力,但传热、损失和结构类型之间的关系仍需要正确评估。尽管如此,通过增材制造晶格结构和薄壁特征的一些限制仍然是科学研究仍在努力应对的挑战。最小和最大倾斜度、厚度和精度的限制并不总能保证实现复杂结构的制造。 热交换器的增材制造 增材制造是一种现代制造工艺,为创造具有复杂几何形状的新产品提供了极大的灵活性和机会。近几十年来,增材制造开始对传统制造技术难以制造的产品且原材料浪费非常严重的工业领域产生了巨大影响。此外,增材制造的引入使得拓扑优化等技术的实施成为可能,从而通过减轻组件的重量来提高性能。因此,在航空航天领域使用这些工艺制造组件增加了创新机会,并提供了制造热交换器的新方法。 GE9X上的3D打印热交换器 如今,增材制造工艺多达几十种,但能够制造热交换器的3D打印工艺需要仔细甄别。直接能量沉积(DED)技术能够生产大型部件,但产品的最终表面和尺寸精度较差,使得该工艺不适合生产薄型特征的热交换器。超声波增材制造 (UAM)利用超声波摩擦来连接薄金属板,然后通过减材工艺对该层进行加工以创建所需的几何形状,目前有许多研究正在证明该技术制造热交换器的能力。粉末床熔融技术是迄今为止大规模生产金属零件时使用最广泛的增材制造方法,该工艺制造了当前最常见的3D打印热交换器。 赛峰金属3D打印的新型高性能热交换器 为航空发动机等行业设计更为高效的热交换器因3D打印技术的成熟而变得可能。本文为热交换器增材制造的第一篇内容,下篇将介绍3D打印制造热交换器的挑战及材料选择。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: 1.3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX 2.90万欧元3D打印热交换器订单! 3.高导热、高强度——用于热交换器3D打印的「双两百」铝合金问世 4.增材制造高性能换热器的应用设计
  • America Makes再资助近1200万美元用于3D打印材料开发和数据收集

    America Makes再资助近1200万美元用于3D打印材料开发和数据收集

    8月16日,3D打印技术参考注意到,America Makes新发起了两项新的资助计划,总计近1200万美元分配给增材制造项目。资金来自美国国防部和美国空军,资金将重点用于开发用于3D打印的金属合金和材料数据。 第一项资助计划针对增材制造粉末合金开发。该项目征集通过空军研究实验室 (AFRL) 提供总计600万美元,用于资助高温难熔合金(360万美元)和高温镍基高温合金(240万美元)开发。 目前用于增材制造的金属合金是基于传统制造路线开发的成分。确定的高价值材料包括高温耐火合金和镍基高温合金。该项目致力于开发、成熟和扩展用于高温应用的新型高价值AM材料。更高层次的目标包括开发和改进制造技术和工艺,以降低成本,提高材料性能,增强工业能力,以满足作战人员的需求。鉴于国内增材制造供应链的现状以及美国政府对扩大增材制造技术利用以满足各种能力需求的兴趣,我们利用投资机会加速增材制造合金的开发和资格认证,以增强制造业竞争力,这是及时和合理的。专为增材制造开发的高温合金理论上在性能、成本、可制造性和进度方面具有优势。 项目在申请时要求使用量化指标来明确对美国防部和AFRL的影响,这些量化指标应证实特定应用性能的改进。这些实例可包括但不限于使用温度、高温机械性能、环境降解率和机制或其他与应用相关的标准。此外,对该项目呼吁的回应可能会选择强调其他可衡量的改进,如成本、材料可用性(实现材料采购,增加供应商或供应来源的数量)、生产力、交付周期和产量。 第二项资助计划针对增材制造材料数据的获取。该项目通过美国防部副部长办公室、研究和工程制造技术办公室以及空军研究实验室 (AFRL) 提供总计575万美元,用于资助获取铝合金材料数据(287.5万美元)和镍基高温合金材料数据(287.5 万美元)。 America Makes认识到除了Ti-6Al-4V之外还有其他材料可以使增材制造行业受益。该项目旨在增加基于统计的、与工业相关的增材制造材料数据的数量和类型。此外,该项目呼吁通过要求与小企业合作,鼓励将这些知识、实践和数据扩散到AM供应链的更广泛领域。 文件指出,增材制造对美国制造业具有重大意义,因为该技术可以缩短交货时间、大规模定制、降低能源使用、制造复杂形状和按需生产零件,为新采购和遗留系统提供益处。 America Makes旨在促进和加速创新、经济高效、节能的增材制造技术的开发和部署,以满足国防和商业需求。被提议的项目在提议项目开始时应适用于技术准备等级(TRL) 4-7和制造准备等级(MRL) 4-7。 MRL 4表示在实验室环境中生产的技术能力。技术应该成熟到TRL 4,表明技术已经准备好进入技术开发阶段。此时,已经可以进行投资,例如制造技术开发,确保可制造性、可生产性和质量的流程到位,并足以进行技术演示。 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: 1.401页下载!America Makes发布增材制造标准化路线图3.0 2.美国近期已发布1810万美元增材制造项目,中美资助焦点不同 3.施乐出售增材制造部门,3D打印行业仍存进入风险? 4.高性能大型金属构件增材制造技术汇总