Velo3D 致力于克服障碍,使航空航天公司能够整合金属3D打印

3D打印资讯
2022
06/02
21:14
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导读:当谈及3D打印的应用背景时,人们总会第一时间想到航空航天行业。3D打印技术自面世以来展现出轻量化和降低成本等优势,这也是该行业一直努力尝试应用和整合3D打印的原因。事实上,在Fortune Business Insights最近发布的一份报告中估计,到2028年航空航天和国防3D打印市场的总价值将达到130.1亿美元。然而,尽管航空航天行业的3D打印由于呈现指数级增长,但距离该行业真正进入金属3D打印市场仍有相当一段距离。

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虽然3D打印经常被描绘成不同行业的奇迹解决方案,但事实上仍然有一些障碍该技术的实际应用。当资格和认证开始发挥作用时,比如对于那些飞行部件,这就变得更加复杂,往往只有在进行了大量的研发和测试后才能创造出部件。通过对VELO3D白皮书的仔细研究,南极熊了解到行业中目前仍然存在的障碍,以及该公司如何通过自己的端到端金属3D打印解决方案来解决这些问题。

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金属3D打印应用到航空航天的障碍

与更简单的3D打印技术相比,金属3D打印从本质上讲涉及到对过程的更严格控制。这些反过来又会成为行业内许多人进入的障碍。以惰性气体问题为例,金属3D打印需要这些气体充满封闭式建造室,以确保零件的质量。它们对于确保氧气不会进入并导致脆化或其他不良的冶金结合至关重要。

对于像钛合金这样拥有高强度-重量比的或者飞机工业所青睐的其他合金,材料的活性越强,可能的损害就越大。这是因为氧气和氢气会在部件中产生高孔隙度,对强度和刚度特性产生负面影响。因此,环境调控是很重要的,因为如果没有环境调节,用户将得到不太完美的结果,这显然不是像航空航天这样视安全为第一要务行业的选择。此外,Velo3D指出,在使用传统系统时,调节这种惰性气体的流量以跟上激光扫描过程中激荡起的烟尘往往是一个问题。这将导致堆积,从而干扰输送到粉末床的能量,使结果不一致。

除了气体的问题,另一个潜在的障碍是软件。值得注意的是,该公司指出,许多传统解决方案不提供原位监测,也不允许用户提前优化构建参数。如果没有具体、可靠的原位监测,用户将无法捕捉到可用的指标,使用户无法在打印过程中识别缺陷。这反过来又会导致更多的构建失败,因为零件只有在加工完成后才会被发现有缺陷。当涉及到参数时,这也是一个问题。如果一个系统不具备为特定零件优化参数的能力,用户就不得不进行多次构建来微调设计,以达到理想的最终质量。这既浪费又昂贵,为那些希望采用金属3D打印的行业提供了一个重大障碍。

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最后,航空航天公司进入金属3D打印市场的最大障碍之一是重涂机刮刀,Velo3D公司认为这是目前系统的致命弱点。零件过热时会产生突出物,这会影响到刮刀的涂层,是导致激光粉末床系统构建失败的主要原因之一。为了获得更有效、更可靠的打印,这是必须解决的主要问题之一。

Velo3D如何帮助航空航天公司?

Velo3D指出,先进的金属3D打印解决方案,特别是它自己的Sapphire®系统,是克服这些障碍的解决方案,工业化的金属3D打印机器使更多的航空航天公司能够更信任3D打印。但是,这究竟如何实现呢?

单独看每个障碍,先进的金属系统有内置的解决方案来克服它们,使金属3D打印对用户来说更可靠、更容易。例如,先进的3D打印系统中的非接触式后处理臂消除了突出表面的问题,确保不会出现刮刀和突出物的碰撞。这反过来又大大降低了构建失败的可能性,以及提供了一个更平滑的表面,使后期处理的时间更短。

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当涉及到软件问题时,先进的工业金属系统致力于整合极端的过程控制,从而产生更好的零件,更快地打印,并具有冶金结构的完整性。一个强大的工作流程确保了打印可行性,因为CAD文件可以在机器内直接处理和优化,而且过程被监控,也减少了故障。最后,该公司指出,这些工业解决方案中有着完善的气体通风设施,允许疏散伴随的烟尘,从而更快速地进行激光熔合。

Velo3D针对航空航天金属3D打印系统所提供的解决方案同样得到了业内的认可。例如,霍尼韦尔航空航天公司决定求助于Velo3D的先进金属3D打印系统,以便使用Iconel®(一种镍基超级合金)为需要认证的零件创建无支撑结构的高度复杂几何形状。

KW Micro Power公司也求助于Velo3D的金属3D打印解决方案。利用这一点,KW公司能够利用拓扑优化和金属3D打印创建一个复杂零件,此前这个零件由于其迷宫一般的排气管道设计而被认为是不可制造的。这些案例表明,由于像Sapphire®这样的解决方案,金属3D打印能够真正成为一个有效的工具,甚至是刚刚接触3D打印的公司,有助于将该技术推广到更多的工业应用。

Velo3D总结说:"先进的工业金属3D打印技术终于能够可靠地实现前所未有的设计自由、缩短交货期、降低开发和生产成本,以及为航空航天和国防提供最高质量、功能齐全的终端使用部件的承诺。"

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