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3D打印在金属制造业的兴起

国际金属加工网 2020-01-19
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据最新新闻发布报道,大规模人工智能(AI)驱动的机器人目前正使用全球最*大的金属打印机,以3D打印方式打印整枚火箭。另外还有一座3D打印的金属桥梁,2018年,我们向世界展示了这一座完工的桥梁——我们正等待将其安装至位于阿姆斯特丹的最终地点。

金属3D打印颠覆了传统方法,被誉为新兴制造技术。这一发展非常振奋人心;在金属行业从业多年的我们对行业技术的进步感到兴奋不已,且这种进步十分明显。

3D打印的兴起

虽然我们认为现有技术已经具有快速、安全和节约成本等优点,但事实证明,与之前的技术相比,3D打印过程更快、更安全、更便宜。实际上,金属3D打印的成本仅为现有技术成本的十分之一,其产品在材料上与传统技术生产的产品相当,且在许多方面的性能更好。

金属3D打印是一场即将席卷传统金属制造行业的制造业海啸。

采用3D打印金属时,可添加原材料,形成薄层,而非从金属实体中减少或切除原材料。因此,此技术可大幅节约原材料的使用,几乎不产生任何浪费,同时能显著降低材料和加工成本。

与所加原材料的优质特征相差无几

虽然引入添加剂制造会增加成本,但随着技术的不断发展,优质机器将变得更实惠,即使是对小型制造商而言,情况亦如此。但值得注意的是,3D打印机打印出的物品与所加原材料的优质特征相差无几——与传统的金属制造工艺一样。

所用材料包括铝、钴、铬、铜、不锈钢、钛和钨。但如若使用其中任何一种材料作为原材料,则其必须首先以纯元素或合金粉末的形式存在。可使用XRF(X射线荧光)金属分析仪测试这种“粉末”,确保其达到所需的质量规格后方可被转变成重要成分。

首先,在计算机上创建待使用3D金属打印机打印的物品的详细图像。该图像可用于控制金属粉末的沉积和融合技术。然后,在轮廓顶部打印多层(通常每层的厚度仅为0.1 mm),据此可创造极其复杂的形状。

这不仅创造了更多设计可能性,还使制造商有机会制造那些可能无法以其他方式制造或者需要花费极高成本使用机械加工、锻造或铸造等传统方法来制造的零件。

打印机能够处理这些薄层,其能够极其便利地将超薄或中空设计转化为实物,并减轻物品重量。这对航空航天这类正积极寻找轻质产品以改善空气动力学、减少燃料消耗的行业而言特别有用。

确保质量控制

3D打印金属技术采用逐步添加材料(而非减少材料)的方式进行打印,因此,在该过程中,可随时重复使用所有废弃物,从而大幅减少对环境的影响。考虑传统制造中所需的再加工过程之时,很容易发觉增材制造是一种值得考虑的更可持续的替代方法。

最终产品是致密的烧结金属。实际上,金属打印零件具有更高的强度和硬度,比采用传统方法制造的零件更柔韧。此外,采用传统方式制造的零件更容易疲劳。

金属打印技术的关键之处在于理解和控制制造组件的确切成分。日立手持式XRF光谱仪系列可对处于整个过程中的粉末和成品组件进行详细、即时的分析。此外,日立设备还能在云服务器中记录大量相关数据,以便立即访问和评估。

我们迫不及待想看到行业内的第*一座3D打印的金属桥梁在阿姆斯特丹安装。


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