NJII 与 Foundry Lab 合作生产高性能数字金属铸造零件，兼具3D打印和传统铸造优势

2024年11月27日，南极熊获悉，新西兰金属铸造公司Foundry Lab宣布新泽西创新研究所(NJII) 成为DMC-3 数字金属铸造 (DMC) 系统的首个商业客户。

NJII研究所的国防团队将部署DMC-3 系统，作为协作、操作、制造、工程和培训 (COMET) 计划的一部分。这项公私合作伙伴关系涉及美国陆军 DEVCOM 军备中心(DEVCOM AC)、NJII和新泽西理工学院(NJIT)，致力于推进制造业的劳动力发展，以实现国防和国土安全目标。

NJII 国防制造技术总监Thomas Murphy 表示：“我们很高兴有机会与Foundry Lab 合作，将金属铸造带回美国，并帮助美国有限的铸造厂/铸造厂。我们的合作伙伴有许多铸造应用，而一个关键因素是激励在铸造方面实践经验有限的新劳动力。我们很自豪能成为早期采用者计划的一员，将 Foundry Lab 的技术带到东北地区和我们的合作伙伴。”

△铸造实验室数字铸造。照片由 Michael Petch 拍摄。

Foundry Lab 的DMC 技术

2021 年 11 月，Foundry Lab公司推出了 DMC 技术，允许根据 CAD 文件当天生产金属零件。该技术将 3D 打印的设计多功能性与传统铸造的效率和成本优势相结合。

DMC 技术与铝、不锈钢和其他合金等材料兼容，可生产符合工业标准的致密、功能性部件。设计支持无缝集成到现有工作流程中，为制造商提供了一种解决生产效率低下问题的方法，同时便于在大规模生产之前进行功能测试。

DMC-3 系统在 Formnext2023 上进行演示后于 2024 年 6 月首次商业亮相，预计将提高原型设计和生产过程的效率。

Foundry Lab 强调， DMC-3 系统将铸造原型和生产部件的交付周期从数月缩短至数小时，这对于高需求环境尤其有利。此举符合国家现代化生产方法和加强供应链可靠性的努力。

国防应用通常具有时间紧迫和规格严格等特点，是受益于 DMC技术的关键领域之一。FoundryLab 指出，新铸造系统为工程师和团队提供了简化工作流程的机会，同时又不影响质量或精度。

将金属铸造产能转移至美国国内

据 Foundry Lab 称，美国制造业的趋势是国内金属铸造设施急剧减少，从 1955 年的 6,150 家减少到今天的约 1,750 家。Foundry Lab 将DMC 技术定位为旨在重建铸造能力的回流计划的贡献者。支持国内生产被视为增强供应链弹性和推动经济增长的关键。

DMC-3 的核心是免模工艺，无需浇注熔融金属。Foundry Lab 解释说，这种方法比传统方法更有效地生产铸件，同时满足工业标准。与通常仅限于原型的金属增材制造相比，该系统可提供可用于原型设计和大规模生产的功能部件。

NJII 对DMC-3的使用也凸显了在各个行业中的广泛潜力。Foundry Lab 报告称，国防和工业制造商的兴趣在于探索如何利用这项技术解决特定的生产挑战，同时提高成本效益和时间安排。

因此，Foundry Lab 和NJII 之间的合作旨在展示他们的方法如何有助于提高效率，同时支持制造业的现代化。

△使用铸造实验室工艺制造的金属部件。照片由 Michael Petch 拍摄。

推动金属铸造技术进步

除了 NJII 之外，国际上也在推行金属铸造的创新发展。

由保罗·格里菲斯博士领导的阿斯顿大学研究人员正在开发一种数学模型来增强液态金属铸造工艺，得到了 EPSRC 80,000 英镑的资助。项目从 2024 年 4 月开始，为期 12 个月，旨在解决轻质铝合金在暴露于空气时快速氧化的问题，这一挑战会影响铸件的质量和疲劳寿命。

研究团队与格勒诺布尔理工学院合作，试图了解液态金属流与上方氧化层之间的相互作用，并使用模型来减少工业制造中的缺陷。预期成果包括提高合金质量、降低生产成本以及减少轻质产品的温室气体排放。

另一则新闻是关于英国公司Enable Manufacturing推出的真空增材铸造工艺，这是一种将 3D 打印模具和图案与真空铸造相结合以制造金属零件的混合方法。据称，这种方法利用真空铸造将熔融金属拉成复杂的结构，与直接金属 3D 打印相比，成本大大降低。该工艺被描述为“两全其美”，据说可以用130 多种金属生产部件，同时比传统制造方法和金属 3D 打印更具成本效益。

△采用真空增材铸造技术制成的壁厚为 1.5 毫米的晶格结构。照片来自 Enable Manufacturing