3D打印對(duì)照傳統(tǒng)制造有哪些優(yōu)勢(shì)？

每次我們介紹一項(xiàng)新的手藝 時(shí)，人們常常 第一個(gè)問(wèn)題會(huì)問(wèn)：“那我們傳統(tǒng)制造體式格局 做甚么 ？”跟著 手藝 的成長(zhǎng) ，我們逐步 會(huì)邃曉 謎底 是甚么 。接下來(lái)以比來(lái) 兩年存眷 度極度高的金屬3D打印為例，做個(gè)闡發(fā)，這項(xiàng)手藝 將對(duì)傳統(tǒng)鍛造 發(fā)生 甚么 影響？很明顯 ，鍛造 臨盆 與3D打印自己 不是對(duì)峙 的；事實(shí)上，目前許多 鍛造 砂模已 在利用 3D打印手藝 建造 ，而且人們發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)手藝 對(duì)臨盆 很有輔助。除 可以打印3D模子 外，金屬3D打印可以直接制造出每次設(shè)計(jì)改善 的部件，這其實(shí)不 意味傳統(tǒng)鍛造 手藝 的終結(jié)。相反，這是一種自力 的軌跡。法國(guó)Sogeclair操縱該手藝 制造了一扇飛機(jī)艙門布局，利用 金屬3D打印的緣由 是需要切確的內(nèi)部幾何布局，而傳統(tǒng)的鍛造 沒(méi)法 臨盆 的。是以 ，金屬3D打印不是要搶傳統(tǒng)鍛造 的生意，而是做傳統(tǒng)鍛造 正本 就沒(méi)法 完成的工作，所以沒(méi)有來(lái)由 可以認(rèn)為金屬3D打印會(huì)對(duì)傳統(tǒng)鍛造 構(gòu)成 要挾。另外，金屬3D打印的成型空間有限制，今朝 僅合適 較小的部件，而且 價(jià)錢 相對(duì)要高許多 。這不但 僅是金屬粉末的高本錢 ，還由于 昂貴的金屬3D打印機(jī)（幾百萬(wàn)人平易近 幣一臺(tái)）和相對(duì)較慢的制造速度。除此以外，完成3D打印的金屬件還需要人工插手處置懲罰 。金屬打印原料粉末價(jià)錢 約每千克 1千到4千元擺布，而鍛造 用鋼每千克 不到10元。所有這些身分 致使 了金屬3D打印的平均本錢 奮發(fā) 。跟著 更廉價(jià) 的打印機(jī)、更年夜 的構(gòu)建尺寸的慢慢成長(zhǎng) ，金屬3D打印的價(jià)錢 必定 會(huì)下降。那末 問(wèn)題又來(lái)了，跟著 本錢 的下降，還會(huì)有甚么 影響嗎？法國(guó)Sogeclair操縱模芯3D打印和傳統(tǒng)鍛造 ，成功制造出鋁制仿生學(xué)布局艙門。艙門是飛機(jī)上的活動(dòng) 功能部件，它的功能、利用 壽命、平安 性、維修性和靠得住 性，直接關(guān)系到飛機(jī)的出勤率。若艙門設(shè)計(jì)欠妥 ，飛機(jī)在高空中飛翔的時(shí)刻 ，可能發(fā)生艙門的不測(cè) 打開(kāi)，會(huì)造成壓力艙泄壓，并嚴(yán)重影響飛機(jī)飛翔姿態(tài)。為了到達(dá) 高度的靠得住 性，艙門的設(shè)計(jì)上需要避免 飛翔中因機(jī)構(gòu)破壞 或任何單個(gè)布局元件破壞 而打開(kāi)的可能性，這就為艙門的設(shè)計(jì)帶來(lái)了高度的復(fù)雜性。而為了知足 這一復(fù)雜性的設(shè)計(jì)，也給加工帶來(lái)了相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。不但 僅數(shù)目 浩繁的連桿、搭鈕 布局帶來(lái)了加工的難度，還需要知足 各類 力學(xué)機(jī)能 的要求，包孕 門框部位的抗拉和抗彎?rùn)C(jī)能 ，抗剪切和抗緊縮 的構(gòu)件，都需要知足 嚴(yán)苛的力學(xué)要求。法國(guó)航空供給 商Sogeclair但愿經(jīng)由過(guò)程 3D打印手藝 為飛機(jī)臨盆 艙門，從而解決傳統(tǒng)加工體式格局 所面對(duì) 的加工復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。另外 ，Sogeclair但愿經(jīng)由過(guò)程 3D打印手藝 節(jié)流材料，下降 制造本錢 ，而且 年夜 幅減輕艙門重量。這適應(yīng) 了航空航天范疇 的成長(zhǎng) 需求，能源的嚴(yán)重使得飛機(jī)需要不休提高燃料效力 和經(jīng)濟(jì)性，以下降 其對(duì)情況 的影響。而飛機(jī)的輕量化是實(shí)現(xiàn)下降 燃料消費(fèi) 的關(guān)頭體式格局 之一，減重帶來(lái)較著的經(jīng)濟(jì)性成為航空供給 商的一致尋求 。不外 ，對(duì) 3D打印手藝 來(lái)講 ，加工飛機(jī)的艙門一樣 面對(duì) 著挑戰(zhàn)，一是艙門布局的復(fù)雜性，若何 避免利用 支持 材料從而實(shí)現(xiàn)近凈形的加工效果 ；二是艙門布局尺寸年夜 ，若何 可以或許 知足 年夜 尺寸的加工而不需要二次拼接或 焊接。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)決意 摒棄傳統(tǒng)的艙門設(shè)計(jì)，而是采取 了仿生學(xué)布局設(shè)計(jì)理念。經(jīng)由過(guò)程 仿生力學(xué)布局來(lái)削減 材料利用 ，從而將重量減輕30％，而且 不犧牲艙門所需要到達(dá) 的力學(xué)強(qiáng)度。采取 了3D打印系統(tǒng)，經(jīng)由過(guò)程 層層打印PMMA粉末顆粒，并利用 粘結(jié)劑噴射法將粉末顆粒互相 粘結(jié)在一路 ，飛機(jī)艙門的細(xì)密鍛造 模芯就制造出來(lái)了。終究 3D打印的PMMA材質(zhì)的細(xì)密鍛造 模具被送到鍛造 廠，最后完成了鋁質(zhì)材料的艙門鍛造 。這個(gè)案例是不是 能給我們一些啟迪 ，3D打印手藝 其實(shí)不 是和傳統(tǒng)鍛造 競(jìng)爭(zhēng)，而是可以起到相昔時(shí) 夜 的協(xié)助，輔助完成高手藝 難度的鑄件臨盆 ，拓展?fàn)I業(yè) 。