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金属3D打印
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上品匠3D智造打印

金属烧结(SLM)是使用金属粉末直接打印金属零件的一种3D打印技术。打印时,刮刀在成型缸基板上铺一层金属粉末,激光束将按零件各层截面轮廓选择性地熔化粉末,加工出当前层。一层烧结完成后,升降系统下降一个截面层的高度,铺粉辊在已成型好的截面层上再铺一层金属粉末,烧结下一层,如此层层加工,直到整个零件烧结完毕。整个成型过程在抽成真空或充满保护气的加工室中进行,以避免金属在高温下与其他气体发生反应。

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上品匠科技金属烧结技术,使用了高能量密度、精细光斑直径的激光,能在极短的周期内,完成用常规方法需要数周甚至数月才能完成的复杂零件的建造。成型件不仅尺寸精度精准、强度高、质密度高,其力学性能及其他各方面性能十分优异。主要用于快速制作高精度、高质量的金属零件。

上品匠郑工分析说,金属3D打印的未来在工业应用,在产品的直接制造。航空航天、医疗、汽车、模具等行业对3D打印应用的明显进展。而有金属3D打印服务这一块,厦门上品匠是走在行业前列的。上品匠郑工分别从这几个方面讲解了行业诉求及金属3D打印的解决方案。

一、航空航天、军工、卫星行业。   

行业诉求:   1. 缩短研发周期; 2. 减少零件数量,制造复杂结构零件; 3. 提高原材料利用率,降低生成成本; 4. 可有效实现零件轻量化,减少航空组件重量。

3D打印解决方案:   1. 无需复杂传统加工程序或任何模具,直接将概念设计转化成实体,缩短外形验证及功能性验证周期,提高研发效率;   2. 加工过程不受零件复杂程度影响,轻松实现复杂结构零件制造;   3. 与传统工业相比,3D打印可以整合多个零件,变成一个功能零件,节约原材料,显著降低制造、组装成本;   4. 可优化复杂零部件的结构,减轻零件重量,轻松实现航空组件轻量化。

举例1:航空喷油嘴

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传统方法是将几个零件合并成一个,3D打印实现一次成型,并优化了内部冷却流道,提升了冷却性能

举例2:观测卫星天线支架。

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传统的观测卫星天线支架由几个独立的部分通过柳钉结合,重量大、发射成本高。通过拓补结构优化和3D打印,天线支架减轻了40%的重量,比最低要求强度提高了30%,降低了系统成本和燃料消耗,并顺利完成静动态测试和可靠性测试,成为航天认证产品。

某型号航空发动机3D打印喷油嘴,将零件数量减至1个,改善了喷油嘴容易过热问题,同时提高了燃油效率及喷嘴使用寿命,提高发动机的综合性能。

二、汽车制造行业。

行业诉求:

1、缩短研发周期。2、 制造复杂零件。3、 降低成本

3D打印解决方案:

1、从概念模型到功能原型,可用来完成测试和设计验证;

2、灵活制造,特别适合复杂组件、复杂管道及薄壁件的制作;

3、不需任何额外工具,无需铸造、压铸,缩短开发时间,大大降低开发成本。

举例:功能零件制造

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为了防止燃油泄漏产生意外,须保证各个喷油器支座之间的间距相等;如采用传统铣削工艺来制作,一是加工难度大,需要五轴数控铣床才能加工出来,其次是铣削量较大,材料利用率不高;采用3D打印技术既可提高材料的利用率,又能实现轻量化设计后复杂结构的生产要求。

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汽车减重对于减少油耗,增加操控性和安全性具有重要意义,铸造技术已经在工业产品生产中使用了数百年,结合3D打印可以实现该目的。通过设计优化、铸造模拟、疲劳分析和3D打印技术的结合,使汽车轮毂支架减重达到80%,强度增加数倍,驾驶性能得到更高提升。

原型设计

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3D打印用于实验模型和功能原型的制作,可实现快速修改设计方案并反复大量迭代。在确保原型产品设计质量的同时,大大缩短产品设计和原型开发所需的时间,提高研发效率。

三、医疗行业。

行业诉求:1、根据患者特点量身定制;2、 能够实现高效定制,缩短手术时间,降低手术风险;3、 提高人体力学适配和生产融合度。

植入体

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钛合金全髋关节假体,3D打印轻量化桁架结构可提供足够的力学强度,轻量化效果可减少病人的负担,同时促进肌肉、骨骼等组织的增长。

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齿科可以实现最大程度的定制化,多种独特结构轻松实现,相比传统手段制造环节更少,加工时间更短,精度更高,成本更低,更好的适应个性化需求。

四. 模具行业。

行业诉求:1、缩短注塑冷却时间,提高脱模效率;2、 解决冷却过程中不能有效控制模具温度,导致模具内部温度不均造成的产品变形问题;3、缩短模具研发周期及制造成本。

3D打印解决方案:

1、直接打印出的含随形水路的模具,冷却水路可更好贴近注塑产品,三热面广,有效降低冷却周期,生产效率提高35%以上;   

2、随形冷却使模具温度分布均匀,有效防止产品翘曲变形,开裂飞边,气泡砂眼等产品缺陷;

3、实现设计的无限性、较少的人工参与、模具制作周期大大缩短,多个环节降低成本。

举例:

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该模具传统注塑周期须59s,顶部无冷却造成装配孔薄壁变形、飞边、脱模困难,成品率只有86%;使用3D打印随形水路后,注塑周期减至38s,装配孔和薄壁变形得到控制,飞边、脱模困难现象基本消失,成品率达到95%。

目前,金属3打印王国的边界仍有待开拓,未来五年将会发生重大变化。上品匠3D智造,3D设计建模金属3D打印一站式服务提供商!