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歐洲航天局和伯明翰大學(xué)研發(fā)的金屬增材制造新技術(shù)
童程童美 2016-10-26
歐洲航天局和伯明翰大學(xué)合作研發(fā)了一整套增材技術(shù)解決方案。其中一項(xiàng)技術(shù)包括設(shè)計(jì)一個(gè)激光沉積設(shè)備的噴嘴及整合增材制造流程中的多個(gè)送絲系統(tǒng)。該技術(shù)提高了金屬絲打印的能力,與金屬粉末打印系統(tǒng)相比更具優(yōu)勢(shì)。
摘要歐洲航天局和伯明翰大學(xué)合作研發(fā)了一整套增材技術(shù)解決方案。其中一項(xiàng)技術(shù)包括設(shè)計(jì)一個(gè)激光沉積設(shè)備的噴嘴及整合增材制造流程中的多個(gè)送絲系統(tǒng)。該技術(shù)提高了金屬絲打印的能力,與金屬粉末打印系統(tǒng)相比更具優(yōu)勢(shì)。使用金屬絲作為打印材料,金屬打印設(shè)備將具備制造多種不同合金樣件的能力,增加了打印過程中材料的利用率, 還可以避免粉末溢出造成的污染、設(shè)備維護(hù)、安全等問題。
此外,歐洲航天局還研發(fā)了與上述技術(shù)相關(guān)的一種簡(jiǎn)化的金屬合金絲材制造工藝,其基本原理是當(dāng)金屬絲通過熔池時(shí)將其表面進(jìn)行涂層。該工藝與以往方式相比成本可降低20%-50%,制造過程消耗的能源和需要的基礎(chǔ)設(shè)施更少、質(zhì)量更高。
在整套增材技術(shù)解決方案中,還包括一種新的金屬打印過程的新熱源。目前的金屬增材制造系統(tǒng)多以激光或電子束為熱源,而該方案中的熱源則是由一組反射鏡聚焦的非相干光束,光束來源是200W-1000W的燈泡。聚焦后的光束將會(huì)加熱目標(biāo)零部件中的局部區(qū)域。這技術(shù)可以替代目前的激光和電子束熱源,并且成本更低。
還包括一個(gè)通過熱等靜壓方法制造金屬件的系統(tǒng),該系統(tǒng)以特定幾何形狀的小型(以毫米、厘米計(jì))金屬單元的使用為基礎(chǔ)。金屬單元可以批量生產(chǎn)和自動(dòng)處理。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括:制造的產(chǎn)品幾乎不產(chǎn)生變形,與鍛造、鑄造、機(jī)加工相比,能夠制造更加復(fù)雜的零部件;可以制造復(fù)合材料和功能梯度材料零部件;更節(jié)約材料和成本。
整套增材技術(shù)解決方案,可以為金屬增材制造提供更便宜的設(shè)備、更高效的流程、更低的成本,對(duì)材料和復(fù)雜金屬打印零部件的研發(fā)人員將會(huì)具有極大吸引力。在航空航太、汽車、化工(如,管套接頭)、醫(yī)療(如,植入體) 或任何對(duì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能有要求高的行業(yè),有廣泛的應(yīng)用前景。
增材制造技術(shù)解決方案相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán):
這里描述的技術(shù)解決方案包含一系列的專利和專有技術(shù),包括設(shè)備、方案和開發(fā)和測(cè)試先進(jìn)增材制造流程的經(jīng)驗(yàn)。該技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)研發(fā)高性能零部件的公司的非常有意義。相關(guān)專利:
EP 20120723217 – Multi-wire feeder method and system for alloy sample formation and additive manufacturing。
WO2015014401 – Method and system for producing and using wires including a core and multi-elemental coating。
WO2014094882 – Additive manufacturing system using focused light heating source。
WO2014082678 – Method of manufacturing a metallic component from individual units arranged in a space filling arrangement。