北京時間12月19日凌晨，卡塔爾世界杯的終極懸念終于揭曉，阿根廷隊在點球大戰(zhàn)中以4:2的比分擊敗法國隊，奪得冠軍，捧得象征足球界最高榮譽的大力神杯。
大力神杯
高36.8厘米，重6.175公斤，其中4.97公斤的主體由純金鑄造；基座寬13厘米，上面嵌有“FIFA”4個凸起的、用孔雀石雕刻的字母。整個獎杯看上去就像兩個大力士托起了地球，因此得名。 鐳明激光選用鈦合金材料，利用金屬增材制造激光選區(qū)熔化技術(shù)，一體成形快速生產(chǎn)出造型獨特、充滿力量感的大力神杯擺件。
大力神杯原始數(shù)模
在對大力神杯進行模型構(gòu)建時，鐳明激光技術(shù)團隊采用蒙皮+點陣結(jié)構(gòu)的設(shè)計取代原模型實心結(jié)構(gòu)設(shè)計，在實現(xiàn)減重的同時，讓大力神杯在各個方向上擁有良好的抗壓能力，并使零件的重心靠近中間位置，更加方便握持、擺放。
在大力神杯的設(shè)計上，根據(jù)重量和其強度需求，蒙皮厚度為4mm，點陣胞元大小為5mm，桿徑設(shè)置為0.75mm。
另外根據(jù)激光選區(qū)熔化成形工藝特點，為了保證頂部小角度結(jié)構(gòu)在打印時不會出現(xiàn)缺量或起翹等缺陷，對于成形角度＜45°的結(jié)構(gòu)進行了點陣加密，加密點陣的胞元大小為2.5mm，桿徑為0.75mm。
輕量化大力神杯模型
蒙皮+點陣結(jié)構(gòu) 具備的優(yōu)勢 外部蒙皮+內(nèi)部填充點陣的輕量化處理方式在航空航天等領(lǐng)域零件的輕量化制造中有著廣泛的應(yīng)用。主要具有以下優(yōu)勢： 1減少材料成本 點陣結(jié)構(gòu)可以通過去除非關(guān)鍵區(qū)域的大部分材料來減少材料浪費。打印大力神杯所用到的材料為鈦合金，此種材料較為昂貴，在不犧牲零件結(jié)構(gòu)剛性和完整性的情況下可以大大節(jié)省成本。 2輕量化 通過點陣結(jié)構(gòu)，可以將晶格參數(shù)精確調(diào)整到零件上的物理負(fù)載，將零件的整體質(zhì)量減少60%甚至更多。 3高表面積 點陣結(jié)構(gòu)可以提供更多曲面，大量釋放表面積，這對于促進熱交換的產(chǎn)品有極大優(yōu)勢。獨特的點陣結(jié)構(gòu)可以顯著增加表面積，從而能以更經(jīng)濟的方式實現(xiàn)更高的換熱效率。 4耐沖擊 點陣結(jié)構(gòu)在消散震力和沖擊載荷方面非常有效，因為單元結(jié)構(gòu)有助于整個結(jié)構(gòu)的彎曲和能量分配，晶格可以集成到產(chǎn)品以減少沖擊應(yīng)力。
經(jīng)過輕量化設(shè)計后的大力神杯，理論重量由原來的3.85kg，減少至1.5kg，減重超過60%，單件產(chǎn)品從打印到零件后處理完成，生產(chǎn)周期可控制在5天以內(nèi)，充分展現(xiàn)了激光選區(qū)熔化技術(shù)在輕量化零件設(shè)計制造的潛力和短周期快速生產(chǎn)的優(yōu)勢。
金屬3D打印大力神杯
采用傳統(tǒng)加工方式制造這樣的擺件時，需要將三維模型拆分為多個部件逐一進行加工，最后再進行拼接組合，不僅制造時間長，且難以達(dá)到輕量化要求，材料損耗多。金屬3D打印技術(shù)就可以解決這些問題。
數(shù)字化制造可以打破零件結(jié)構(gòu)尺寸的約束，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、尺寸更小、精度要求更精密的零部件的生產(chǎn)制造，彌補了傳統(tǒng)行業(yè)生產(chǎn)及人工難度無法實現(xiàn)等問題。
未來，鐳明激光將繼續(xù)發(fā)揮在金屬3D打印技術(shù)上的優(yōu)勢，為更多復(fù)雜零部件的生產(chǎn)制造提供各種解決方案。
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