無支撐金屬3D打印技術如何助力實現(xiàn)超復雜鈦合金結構?
剛出爐的零件精加工用輪廓儀測試,平均記錄約250 RA。Aaron說:"如果客戶想達到125 RA,只需要用蒸汽磨光機幾分鐘就能實現(xiàn),到目前為止,Boom還沒有要求我們調高零件的表面光潔度,他們現(xiàn)在專注于幾何形狀和零件強度,但如果需要更光滑的表面,那很容易實現(xiàn)。"
三家公司齊心協(xié)力,成功為Boom Supersonic的XB-1超音速演示機生產3D打印部件,大家都從合作中學到了很多東西。Boom團隊發(fā)現(xiàn),3D打印比他們設想的要復雜,但也能實現(xiàn)他們最初的設計意圖。而DMP公司也大大擴展了他們的3D打印專業(yè)技術,繼續(xù)購買了第三臺藍寶石機器。Aaron說:"由于我們在增材制造方面的能力,我們獲得了很多新業(yè)務訂單。"
無支撐金屬3D打印技術
金屬增材制造或3D打印,主要是以熔池快速固化的焊接工藝。在凝固和冷卻過程中,零件會產生熱應力和殘余應力。支撐有兩個作用:一是作為固定件,固定零件,防止熱變形而移動;二是熱傳導。臨時支撐結構是直接能量沉積(DED)和傳統(tǒng)的粉末床熔融(PBF)技術所必須的,通常需要打印完成后加工操作去掉。后期處理增加了成本,使周期延長。更重要的是,它限制了金屬3D打印的設計自由度。
幾十年來,金屬3D打印公司一直依靠支撐結構將零件固定在構建板上,并進行熱管理。一般情況下,我們已經開始依賴這些支撐來輔助打印小于45°的低角度結構。但是,這些低角度的幾何形狀也是在零件整合過程中,在裝配體不可進入的內部通道中容易產生支撐。通過使用支撐物將零件固定在構建板上,在一定程度上將3D打印固定在原型設計上。
VELO3D與現(xiàn)有的粉末床熔接解決方案不同,具有獨特的能力,可以打印低角度和低至0°(水平)的懸垂,以及大直徑和高達100mm的內管,而無需支撐。這不僅省去了后處理的麻煩,而且克服了 45°法則——角度小于45°的就需要支撐。VELO3D讓設計師可以自由地構建,釋放出大量可以3D打印生產的設計。
據VELO3D介紹,其核心技術是專利的刮刀工藝(re-coater process),稱之為非接觸式刮刀。它不是使用傳統(tǒng)的接觸刮刀鋪粉機制,而是使用了非接觸式技術,好處非常多。非常擅長生產高寬比、薄壁零件、大型件等。簡而言之,鋪粉時刀片不與金屬粉床接觸。粉末鋪展完畢后,進行一種刮刀非接觸式過程在粉末上面,以確保粉末絕對平整。同樣,這些都不與實際的床身或部件接觸,實現(xiàn)高自由度,從而實現(xiàn)無支撐金屬3D打印。
其官網上說得比較含糊,到底這個無支撐金屬3D打印技術有何奧妙之處?
截止2020年6月,VELO3D已有約35項專利獲得授權。南極熊發(fā)現(xiàn),他們不但在美國、歐洲申請專利,同時也有其中一些專利早早在中國申請了相關專利,由此可見他們對專利保護的重視。南極熊已經收集到這35項專利申請書,里面有詳細的技術介紹,很多專利都超過100頁!希望對大家有啟發(fā)。例如
△無支撐金屬3D打印專利圖之一
“無支撐三維打印的設備、系統(tǒng)和方法CN108436082A”,申請書長達129頁。
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