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3D新聞

GE開(kāi)發(fā)3D打印制造工藝十余年艱辛歷程

激光制造商情 來(lái)源:天工社2014-02-28 我要評(píng)論(0 )   

隨著3D打印技術(shù)熱的延續(xù),很多人認(rèn)為,這種技術(shù)有可能改變當(dāng)前的零部件供應(yīng)鏈。這個(gè)想法的理由是,倉(cāng)庫(kù)可以打印所需要的零部件,而不用讓大量的零部件在不同倉(cāng)庫(kù)之間搬...

    隨著3D打印技術(shù)熱的延續(xù),很多人認(rèn)為,這種技術(shù)有可能改變當(dāng)前的零部件供應(yīng)鏈。這個(gè)想法的理由是,倉(cāng)庫(kù)可以打印所需要的零部件,而不用讓大量的零部件在不同倉(cāng)庫(kù)之間搬來(lái)搬去。 

    但咨詢(xún)機(jī)構(gòu)ARC的3D打印專(zhuān)家Sal Spada認(rèn)為當(dāng)前增材制造(即3D打印)的能力被過(guò)度炒作了。據(jù)了解,在ARC舉辦的年度自動(dòng)化論壇上,與會(huì)者聽(tīng)取了兩位3D打印和增材制造領(lǐng)域的世界級(jí)專(zhuān)家的看法。得到的有關(guān)增材制造的信息是明確的:“如果你正在考慮將增材制造技術(shù)融入自己公司的制造戰(zhàn)略,那么你最好現(xiàn)在就開(kāi)始。” 

    Charles Gilman 15年來(lái)一直參與由GE全球研發(fā)中心發(fā)起的關(guān)于增材制造的研發(fā)項(xiàng)目。然而,直到2011年GE的航空航天部門(mén)準(zhǔn)備用增材制造工藝生產(chǎn)LEAP噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴時(shí),GE在3D打印領(lǐng)域的努力才廣為人知。據(jù)Charles Gilman稱(chēng),在GE將3D打印融入其生產(chǎn)流程的計(jì)劃中,選擇從燃料噴嘴開(kāi)始是基于很現(xiàn)實(shí)的考慮的。一臺(tái)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)上有19個(gè)燃料噴嘴,如果一個(gè)或幾個(gè)出現(xiàn)故障不會(huì)發(fā)生災(zāi)難性后果。而且,燃料噴嘴的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,如果使用傳統(tǒng)的切削工藝制造成本非常高,而且對(duì)噴嘴的設(shè)計(jì)也形成了很多限制。 

    所以,GE能獲得如今的成果不是一蹴而就的。它花費(fèi)了十幾年時(shí)間以改進(jìn)公司的增材制造工藝。 

    一開(kāi)始,GE選擇使用激光燒結(jié)工藝就面臨著諸多挑戰(zhàn)。在增材制造過(guò)程中,最終成品的結(jié)構(gòu)特性高度依賴(lài)于金屬粉末的配方和激光燒結(jié)設(shè)備的操作參數(shù)。這需要在兩個(gè)領(lǐng)域同時(shí)進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性的研究。 

    顯然,面對(duì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選的零件考慮增材制造方案很簡(jiǎn)單,但是相關(guān)但工藝知識(shí)的獲取需要在時(shí)間和資源方面的巨大投入。 

     一個(gè)挑戰(zhàn)是,增材制造的精度與傳統(tǒng)的減材制造相比有較大的差距。

     據(jù)了解,一個(gè)CAD模型,用傳統(tǒng)的減材/機(jī)械加工制造的CAD模型可以達(dá)到百萬(wàn)分之一(英寸)的精度,而用增材制造則只有千分之二(英寸)精度。在實(shí)踐中,用增材制造工藝生產(chǎn)的零件公差僅是千分之五(英寸),這意味著該零件還需要一道后處理過(guò)程。

     對(duì)于尺寸精度的檢測(cè)也極具挑戰(zhàn)性。在某些情況下,甚至要用到CT掃描,但是在制造環(huán)境中做CT掃描,不僅需要花費(fèi)巨資采購(gòu)設(shè)備,而且在培訓(xùn)方面的投入也會(huì)讓人吃不消。 

     有跡象表明,要確保3D打印技術(shù)能夠不間斷地大量生產(chǎn),還需要更多的研究以解決許多其它挑戰(zhàn)。生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)法用于增材制造,而在傳統(tǒng)的機(jī)械加工領(lǐng)域,這是比較標(biāo)準(zhǔn)的?;旧?,由于生產(chǎn)過(guò)程不可控,增材制造工藝有可能花上幾個(gè)小時(shí)造出來(lái)的只是報(bào)廢的零件。

      此外,3D打印距離直接制造塑料和金屬部件還有很遠(yuǎn)的路要走。而對(duì)于其它應(yīng)用,如制造印刷電路板,此技術(shù)僅在證明其可行性的早期階段。 

     總體而言,在3D打印在制造領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)是可以克服的,但需要不懈的努力,對(duì)于某方面的應(yīng)用而言這個(gè)過(guò)程可能需要長(zhǎng)達(dá)十年。

 

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