金属3D打印升级之路:集成自动去粉末、自动热处理

国际金属加工网 2018年01月30日

3D科学谷的团队在其一次接触粉末床金属3D打印技术的时候,就对这种技术在制造非常复杂的零件方面的潜力感到震撼,但是另一方面当看到打印完成后如何分离零件和金属粉末还需要人工来处理的时候感到行业发展还处于初级水平。而除了人工处理金属粉末,热处理、喷砂、机加工、磨削等工序基本上在金属3D打印的现场看不到,这似乎与真正进入到工业制造领域,又隔了一层“肚皮”。

如今,3D科学谷再环视粉末床金属3D打印技术的时候,也不得不由衷感到解决的发展围绕着与工业制造需求之间的“隔阂”不断的逐一击破,粉末床金属3D打印技术越来越具有制造“基因”了。

本期,3D科学谷与谷友一起通过Additive Industries令人眼前一亮的视频,来体会集成式的增材制造系统带来的模块化设计理念,感受自动化的热处理模块、交换模块、存储模块所呈现的触手可及的产业化进行式。

关于Additive Industries的MetalFab1加工设备,很多谷友对其并不陌生。集成式的增材制造系统MetalFAB1,该系统采用模块化设计,基于多激光器的粉末床熔化3D打印是其中的核心工艺,此外系统中还集成了自动化的热处理模块、交换模块、存储模块。同时Additive Industries还推出了Scale4Series围绕这金属零件制造从粉末准备到MetalFAB1加工系统,再到HIP后处理,以及CT质量监测和五轴数控加工的全方位交钥匙工程服务。

-- 2015年,空客与Lazer Zentrum North工程公司以及欧特克的The Living设计工作室合作,为空客A320飞机开发了一个大尺寸的“仿生”机舱隔离结构。通过新型超强、轻质合金材料使用直接金属激光烧结成型技术3D打印而成。这项工作已经进行了5年,2016年,空客将开始这种名为Scalmalloy的零件的串行生产。空客尝试了各种金属3D打印设备,其中他们还选择了Additive Industries的MetalFAB1系统,这个巨大的综合性金属增材制造设备在可重复性、生产率和灵活性方面是其它同类系统的10倍。

-- 2016年,Additive Industries与GKN达成合作,Additive Industries为GKN建造Metalfab1金属3D打印机。理由源于MetalFAB1 3D打印机拥有生产级的生产效率,并通过大量反馈控制选项和校准策略实现对产品生产的质量控制。GKN将金属3D打印技术应用到汽车驱动领域的零件制造中,驱动零件尤其是汽车行业对生产效率的需求可以说达到了苛刻的程度,而Additive Industries认为他们的四个激光器,自动化模块化的结构适合汽车零件的批量生产。通过与GKN的合作,Additive Industries也将努力达到ISO/TS 16949标准的汽车等行业的驱动部件批量生产。

–—- 3D科学谷Review

虽然Additive Industries进入中国市场的计划还在筹备中,然而我们可以感受到这种模块化的解决方案或许会对当前中国市场的两个方面发生影响。

一是中国的金属3D打印设备开发与制造方面,MetalFab1的设计已经部分体现了德国Fraunhofer在开发的第二代粉末床金属熔融3D打印技术特点。可扩展性、适合于大批量生产的特点成为基于粉末床的金属3D打印技术正在发生的升级趋势。在这方面,我国的粉末床金属熔融3D打印技术普遍聚焦于第一代的技术开发完善领域,这是一个值得注意的 “Gap”。

二是中国的金属3D打印设备投资方面,根据3D科学谷的市场研究,2016年之后我国的3D打印服务出现明显的快速增长,更多的企业加入到3D打印服务的队伍中来。另外是出现了一批手握预算的高校,一批需要建设的打印实验室。随着国内对金属3D打印设备的投资需求上升,一个值得思考的问题出现了:投资什么样的设备?是投资依赖于人工处理零件与金属粉末分离过程的设备还是投资自动化处理过程,这是另外一个值得思考的地方。

对于德国机械制造商来说,Lab实验室级别用的设备与Factory Floor工厂生产线上所用的设备是有所区别的。而就3D科学谷目前对国内情况的观察来看,不少企业投资巨大将工厂产线上的设备买来用于实验室测试级别的应用,那下一步会否出现将实验室级别的设备应用到工厂生产,不排除这样的可能性。企业在购买金属打印设备的时候,需要详细了解每种设备的市场定位,结合自身的需求,然后做出决策。

谋定而后动,对于当前金属3D打印市场来说,尤为重要。


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欧特克

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