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3D打印在金屬制造業(yè)的興起

時間:2019-12-28 閱讀:381
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據(jù)有關(guān)新聞發(fā)布報道,大規(guī)模人工智能(AI)驅(qū)動的機器人目前正使用金屬打印機,以3D打印方式打印整枚火箭。另外還有一座3D打印的金屬橋梁,2018年,我們向世界展示了這一座完工的橋梁——我們正等待將其安裝至位于阿姆斯特丹的終地點。

 

金屬3D打印顛覆了傳統(tǒng)方法,被譽為新興制造技術(shù)。這一發(fā)展非常振奮人心;在金屬行業(yè)從業(yè)多年的我們對行業(yè)技術(shù)的進步感到興奮不已,且這種進步十分明顯。

 

3D打印的興起

雖然我們認為現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)具有快速、安全和節(jié)約成本等優(yōu)點,但事實證明,與之前的技術(shù)相比,3D打印過程更快、更安全、更便宜。實際上,金屬3D打印的成本僅為現(xiàn)有技術(shù)成本的十分之一,其產(chǎn)品在材料上與傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品相當,且在許多方面的性能更好。

 

金屬3D打印是一場即將席卷傳統(tǒng)金屬制造行業(yè)的制造業(yè)海嘯。

 

采用3D打印金屬時,可添加原材料,形成薄層,而非從金屬實體中減少或切除原材料。因此,此技術(shù)可大幅節(jié)約原材料的使用,幾乎不產(chǎn)生任何浪費,同時能顯著降低材料和加工成本。

 

與所加原材料的優(yōu)質(zhì)特征相差無幾

雖然引入添加劑制造會增加成本,但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,優(yōu)質(zhì)機器將變得更實惠,即使是對小型制造商而言,情況亦如此。但值得注意的是,3D打印機打印出的物品與所加原材料的優(yōu)質(zhì)特征相差無幾——與傳統(tǒng)的金屬制造工藝一樣。

 

所用材料包括鋁、鈷、鉻、銅、不銹鋼、鈦和鎢。但如若使用其中任何一種材料作為原材料,則其必須首先以純元素或合金粉末的形式存在??墒褂肵RF(X射線熒光)金屬分析儀測試這種“粉末”,確保其達到所需的質(zhì)量規(guī)格后方可被轉(zhuǎn)變成重要成分。

 

首先,在計算機上創(chuàng)建待使用3D金屬打印機打印的物品的詳細圖像。該圖像可用于控制金屬粉末的沉積和融合技術(shù)。然后,在輪廓頂部打印多層(通常每層的厚度僅為0.1 mm),據(jù)此可創(chuàng)造極其復雜的形狀。

 

這不僅創(chuàng)造了更多設計可能性,還使制造商有機會制造那些可能無法以其他方式制造或者需要花費*成本使用機械加工、鍛造或鑄造等傳統(tǒng)方法來制造的零件。

 

打印機能夠處理這些薄層,其能夠極其便利地將超薄或中空設計轉(zhuǎn)化為實物,并減輕物品重量。這對航空航天這類正積極尋找輕質(zhì)產(chǎn)品以改善空氣動力學、減少燃料消耗的行業(yè)而言特別有用。

 

確保質(zhì)量控制

3D打印金屬技術(shù)采用逐步添加材料(而非減少材料)的方式進行打印,因此,在該過程中,可隨時重復使用所有廢棄物,從而大幅減少對環(huán)境的影響??紤]傳統(tǒng)制造中所需的再加工過程之時,很容易發(fā)覺增材制造是一種值得考慮的更可持續(xù)的替代方法。

 

終產(chǎn)品是致密的燒結(jié)金屬。實際上,金屬打印零件具有更高的強度和硬度,比采用傳統(tǒng)方法制造的零件更柔韌。此外,采用傳統(tǒng)方式制造的零件更容易疲勞。

 

金屬打印技術(shù)的關(guān)鍵之處在于理解和控制制造組件的確切成分。日立手持式XRF光譜儀系列可對處于整個過程中的粉末和成品組件進行詳細、即時的分析。此外,日立設備還能在云服務器中記錄大量相關(guān)數(shù)據(jù),以便立即訪問和評估。

 

我們迫不及待想看到行業(yè)內(nèi)的3D打印的金屬橋梁在阿姆斯特丹安裝。

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