據(jù)《3D打印商情》了解，美國(guó)肯塔基州的薩默塞特社區(qū)學(xué)院（SCC）已成功使用改良的桌面3D打印機(jī)成功地對(duì)眾多316L不銹鋼金屬零件進(jìn)行了3D打印。然后，他們將這些零件進(jìn)行TIG焊接，并獲得令人滿(mǎn)意的結(jié)果，表明它們將來(lái)可用于工業(yè)應(yīng)用。
在低于600美元的機(jī)器上進(jìn)行3D打印的金屬零件，且可以使用傳統(tǒng)的焊接技術(shù)成功地焊接在一起，這是此前沒(méi)有人達(dá)成的研究。
升級(jí)和定制的FDM機(jī)器
SCC AM部門(mén)從幾臺(tái)預(yù)算桌面FDM 3D打印機(jī)開(kāi)始，每臺(tái)平均價(jià)格不到450美元，并通過(guò)金屬絲擠出功能對(duì)其進(jìn)行了定制和升級(jí)。還對(duì)底板進(jìn)行了修改，使其具有更好的附著力，以適應(yīng)新材料的打印能力。經(jīng)過(guò)此番改良后，每臺(tái)打印機(jī)的總價(jià)格約為600美元。
材料制造商Virtual Foundry和化學(xué)專(zhuān)家巴斯夫?yàn)镾CC提供了新機(jī)器中使用的金屬注入長(zhǎng)絲，對(duì)收縮等生產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)零件進(jìn)行了3D打印。燒結(jié)專(zhuān)家DSH Technologies公司幫助SCC對(duì)3D打印零件進(jìn)行裝訂和燒結(jié)。
最后，零件被轉(zhuǎn)移到SCC的焊接部門(mén)，在那里使用鎢極氬弧焊（GTAW），又名TIG焊接來(lái)焊接多個(gè)圓角和凹槽。圓角和凹槽已應(yīng)用到六個(gè)金屬3D打印零件上，結(jié)果被認(rèn)為是巨大的成功。
SCC高級(jí)焊接教授Karl Watson解釋說(shuō)：“焊縫流動(dòng)非常順暢，我們的焊縫控制非常好。由于3D打印和研究的性質(zhì)，我們已經(jīng)圍繞焊接此類(lèi)零件的概念進(jìn)行了了解，我希望焊縫中會(huì)出現(xiàn)更多的氣孔，但這些試樣根本不是這種情況。我期待進(jìn)行一些彎曲測(cè)試以確定潛在的延展性，以及使用SMAW，GMAW和FCAW焊接其他樣品。”
零件的初始測(cè)試得出的硬度值略低于標(biāo)準(zhǔn)316L，盡管到目前為止，精加工后的顯微檢查尚未發(fā)現(xiàn)任何不一致之處。沃森還發(fā)現(xiàn)，焊接過(guò)程中的散熱高于316 L不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)。
SCC的后續(xù)步驟
SCC現(xiàn)在旨在將這種廉價(jià)的金屬3D打印技術(shù)帶入肯塔基州的精選公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該學(xué)院將提供有關(guān)其低成本機(jī)器的安裝和組裝的培訓(xùn)班。
這項(xiàng)工作由肯塔基州國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）的EPSCoR（或刺激競(jìng)爭(zhēng)研究的既定計(jì)劃）撥款資助，一旦測(cè)試和安全準(zhǔn)備工作完成，SCC將為教師選擇培訓(xùn)地點(diǎn)，以開(kāi)始將該技術(shù)應(yīng)用到肯塔基州的員工隊(duì)伍中。
SCC增材制造計(jì)劃總監(jiān)Wooldridge解釋說(shuō)：“當(dāng)您查看航空航天和汽車(chē)行業(yè)對(duì)增材制造的所有重大投資以及已經(jīng)在市場(chǎng)上使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，任何先進(jìn)的勞動(dòng)力都需要這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用技能。擁有一支能夠以很小的成本實(shí)現(xiàn)3D打印金屬零件的員工隊(duì)伍——這將是一場(chǎng)即將發(fā)生的創(chuàng)新革命。”
SCC先前已從NSF獲得了其增材制造平臺(tái)的贈(zèng)款，以幫助肯塔基州勞動(dòng)力的教育和培訓(xùn)。在其他地方，比如德國(guó)，研究人員此前曾檢驗(yàn)過(guò)增材制造零件的焊接，以創(chuàng)建個(gè)性化的串聯(lián)零件。隨著3D打印金屬零件焊接方面的更多研究和資金投入，新舊技術(shù)的融合可能會(huì)產(chǎn)生重大的工業(yè)影響。
在低于600美元的機(jī)器上進(jìn)行3D打印的金屬零件，且可以使用傳統(tǒng)的焊接技術(shù)成功地焊接在一起，這是此前沒(méi)有人達(dá)成的研究。
升級(jí)和定制的FDM機(jī)器
SCC AM部門(mén)從幾臺(tái)預(yù)算桌面FDM 3D打印機(jī)開(kāi)始，每臺(tái)平均價(jià)格不到450美元，并通過(guò)金屬絲擠出功能對(duì)其進(jìn)行了定制和升級(jí)。還對(duì)底板進(jìn)行了修改，使其具有更好的附著力，以適應(yīng)新材料的打印能力。經(jīng)過(guò)此番改良后，每臺(tái)打印機(jī)的總價(jià)格約為600美元。
改良的低成本桌面3D打印機(jī)正在打印注入型不銹鋼板。圖片來(lái)源：SCC
材料制造商Virtual Foundry和化學(xué)專(zhuān)家巴斯夫?yàn)镾CC提供了新機(jī)器中使用的金屬注入長(zhǎng)絲，對(duì)收縮等生產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)零件進(jìn)行了3D打印。燒結(jié)專(zhuān)家DSH Technologies公司幫助SCC對(duì)3D打印零件進(jìn)行裝訂和燒結(jié)。
最后，零件被轉(zhuǎn)移到SCC的焊接部門(mén)，在那里使用鎢極氬弧焊（GTAW），又名TIG焊接來(lái)焊接多個(gè)圓角和凹槽。圓角和凹槽已應(yīng)用到六個(gè)金屬3D打印零件上，結(jié)果被認(rèn)為是巨大的成功。
TIG焊接試樣，帶有角焊縫和角焊縫。圖片來(lái)源：SCC
SCC高級(jí)焊接教授Karl Watson解釋說(shuō)：“焊縫流動(dòng)非常順暢，我們的焊縫控制非常好。由于3D打印和研究的性質(zhì)，我們已經(jīng)圍繞焊接此類(lèi)零件的概念進(jìn)行了了解，我希望焊縫中會(huì)出現(xiàn)更多的氣孔，但這些試樣根本不是這種情況。我期待進(jìn)行一些彎曲測(cè)試以確定潛在的延展性，以及使用SMAW，GMAW和FCAW焊接其他樣品。”
零件的初始測(cè)試得出的硬度值略低于標(biāo)準(zhǔn)316L，盡管到目前為止，精加工后的顯微檢查尚未發(fā)現(xiàn)任何不一致之處。沃森還發(fā)現(xiàn)，焊接過(guò)程中的散熱高于316 L不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)。
SCC的后續(xù)步驟
SCC現(xiàn)在旨在將這種廉價(jià)的金屬3D打印技術(shù)帶入肯塔基州的精選公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該學(xué)院將提供有關(guān)其低成本機(jī)器的安裝和組裝的培訓(xùn)班。
這項(xiàng)工作由肯塔基州國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）的EPSCoR（或刺激競(jìng)爭(zhēng)研究的既定計(jì)劃）撥款資助，一旦測(cè)試和安全準(zhǔn)備工作完成，SCC將為教師選擇培訓(xùn)地點(diǎn)，以開(kāi)始將該技術(shù)應(yīng)用到肯塔基州的員工隊(duì)伍中。
SCC增材制造計(jì)劃總監(jiān)Wooldridge解釋說(shuō)：“當(dāng)您查看航空航天和汽車(chē)行業(yè)對(duì)增材制造的所有重大投資以及已經(jīng)在市場(chǎng)上使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，任何先進(jìn)的勞動(dòng)力都需要這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用技能。擁有一支能夠以很小的成本實(shí)現(xiàn)3D打印金屬零件的員工隊(duì)伍——這將是一場(chǎng)即將發(fā)生的創(chuàng)新革命。”
在桌面3D打印機(jī)上生產(chǎn)的不銹鋼零件，左后和右后板在打印后已焊接在一起。圖片來(lái)源：SCC
SCC先前已從NSF獲得了其增材制造平臺(tái)的贈(zèng)款，以幫助肯塔基州勞動(dòng)力的教育和培訓(xùn)。在其他地方，比如德國(guó)，研究人員此前曾檢驗(yàn)過(guò)增材制造零件的焊接，以創(chuàng)建個(gè)性化的串聯(lián)零件。隨著3D打印金屬零件焊接方面的更多研究和資金投入，新舊技術(shù)的融合可能會(huì)產(chǎn)生重大的工業(yè)影響。
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