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金属3D打印,新的工业革命

时间:2024-02-27 17:58:48 技术突破

  如果我们试图想象通常是一个苛刻的工业环境,我们可能会想到用熔融金属及其猛mm象设施的大锅冶炼厂。但是去年11月,当公司巨头通用电气(GE)提出了用于制造金属组件的新机械时,其外观与超级计算机的外观相比,其外观与经典福格相比。它是创新的金属3D打印系统之一,这是新一代的资本设备,专家说,它注定要在下一届工业革命中发挥关键作用,就像其前任在18世纪在第一个革命中引发了第一台工业革命。

  通用电气在德国法兰克福的Formnext贸易展览会上介绍了Atlas的Beta版。学分:GE添加剂

  3D打印在本世纪初已变得流行,成为一种在各种情况下使用的技术,从原型制造到小规模的制造,甚至NASA也正在研究其在火星上建造车站的应用。但是到目前为止,这些系统主要基于将塑料聚合物用作原材料的使用,从而限制了它们的实用性。但是,目前起飞的是新的金属3D打印技术,或更正确的是,添加剂制造,在工业领域被称为组件的生产,通过添加一层又一层。对于《麻省理工学院技术评论》杂志,这是2018年前十大革命技术之一。

  实际上,金属3D打印几乎与1980年代和1990年代的塑料版本同时采取了第一步。基本技术由一种激光组成,该激光器在金属合金粉末上移动,并在精确的地方融化,以创建物体的横截面,并按照该物品的数字化计划添加新图层。但是,这项技术的追赶速度很慢,因为好处比传统霉菌制造的好处较低,尤其是在强度方面(通过打印获得的金属更具多孔的金属),而且规模均匀,既有零件的大小数量。

  创建航空零件的系统

  这些障碍随着技术的改进而消失,这在去年导致了金属3D打印的当前繁荣。2017年10月,Lawrence Livermore国家实验室(美国)的工程师描述了一种增材制造系统,该系统将最佳不锈钢铸件的强度增加了三倍,而无需牺牲延展性,所有这些都使用了市售的组件。根据研究人员在《自然材料》杂志上写的内容,其结果表明“添加剂制造技术可以量身定制微观结构,并生产具有出色特性的金属和合金”。

该火箭发动机是使用粉末床添加剂制造工艺整体印刷的。学分:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室

  关于碎片的尺寸,金属印刷已经使钥匙环的制造远远落后。GE的系统在德国法兰克福(Frankfurt)的Formnext Trade Fair上以Beta版本的形式呈现,以纪念其Atlas名称:它是目前世界上最大的3D金属打印机,能够制造高达一米的件,并具有计划将其扩展到更大的维度。据该公司称,“客户已经在要求制造量超过1米的机器。”该系统被构思为为航空发动机和工业部门的组件创建零件,在这些行业中,材料质量至关重要,例如汽车或石油行业。正如GE的项目负责人Mohammad Ehteshami所说:“这是工程师的梦想。”

  在这些系统的其他优势中,专家突出了引入模具无法实现的设计的可能性,即使需要在同一件的各个区域中改变金属合金,如果需要不同的属性。此外,印刷技术消除了经典铸造厂浪费的多余材料。最后,不需要大型设施被迫大规模生产。正如麻省理工学院技术评论总监David Rotman告诉《福布斯》(Forbes)正如福布斯(Forbes):“与其保留大量的零件清单,而是在客户需要时简单地打印零件。”

  产生更便宜,更快的机器

  但是,这项技术如何以巨大的飞跃发展的一个证据是它已经在革命自身。在与GE的巨型和昂贵设备相反的市场的利基市场中,由马萨诸塞州理工学院(MIT)的工程师共同创建了公司桌面金属,已经推出了不仅超过传统的金属3D打印机制造系统,但也生产出比激光的金属印刷快20倍和100倍的金属零件。

桌面金属具有降低3D打印成本的技术。信用:桌面金属

  桌面金属创建于2015年,由3D打印的发明者之一伊曼纽尔·萨克斯(Emanuel Sachs)参与,其技术具有一项技术,可以通过用一种将金属粉末粘合的胶水代替强大且昂贵的激光器来降低成本,然后在加热时消除它融合谷物的金属。该公司的打印机可以满足小规模原型制作以及小型组件的大规模制造的需求,也只需$ 120,000。

  自2013年以来专门从事3D打印的其他公司,也进入了“制造业的下一部革命”的添加剂制造世界。这些是前总统巴拉克·奥巴马(Barack Obama)在2013年的话,今天我们完全沉浸在那场革命中。根据专门从事3D印刷领域的顾问Joris Peels的说法,网站3Dprint.com的主管向OpenMind解释说:“ 3D打印将用于下一代火箭发动机,航天器,航空发动机和飞机,以及假肢,矫形器,个性化的质量定量物品,例如高尔夫俱乐部手柄和眼镜。任何接触的东西您都将被打印出3D。”

  哈维尔·亚纳斯(Javier Yanes)

  @yanes68