随着国内3D打印的兴起与在各方面应用的推广,金属3D打印作为未来工业应用的重点备受关注,业内结合市场上众多金属3D打印案例,对快速原型及模具、备品备件、零件整合、多功能精密部件四个台阶进行的分析介绍。
一、快速原型及模具Prototype and Tooling
案例:航空航天原型 Prototype Aero
钛合金因为其高性能及轻量的特点,常用于航空航天领域,同时由于航空航天组件一般不会有批量加工的需求,单件产品可以承受3D打印的价格,所以在航空航天领域金属3D打印能够有较大发展得领域。例如,图中的航空零件以其复杂结构,高性能轻量的要求,通过钛合金3D打印完成该零件的打印,体现了3D打印技术在航空航天领域的优势。
案例:新产品原型 Prototype New Product
新的产品进入到市场的时候往往需要进行多次原型测试,并且响应效率越高越能提高产品的有效性。如果通过传统开模的方式生产产品的原型成本是十分昂贵的,并且开发周期很长,而3D打印能够实现快速快速原型并保证产品质量,为这样的原型生产开辟了一条捷径。
案例:随冷模具 Tooling
模具注塑时却冷阶段温度直接影响着注塑制品的质量和生产效率,添加随形冷却流道是复杂模具设计的优选,如果冷却水路距模具表面较近,则模具中积累的热量就会大大减少,且热量被限制在冷却水道与模具表面之间的区域,保证注塑件温度的恒定,提高模具的寿命。
图中是贴合壁面的模具随形水路设计,具有传统水路无法比拟的冷却效果,分布均衡的随形水路设计,提供出众的冷却一致性。
案例:模具 Tooling
对于复杂杆定位器的零件,零件的复杂性就意味金属3D打印具备较大的优势,虽然零件可以通过传统方式加工出来,但需要的焊接和组装也会是非常复杂的。同时金属3D打印生产这类零件速度更快,并在一次性模具的制造方面具成本效益。
案例:夹具 Fixturing
对于大部分铸件来说均具备一定的特殊性,在一个快速的生产环境中,需要检查铸件的铸造工艺,而这种特殊性在3D打印这里得到解决。通过3D打印技术制造铸件的固定夹具,其定位和夹紧部分完全实现定制化。
二、备品备件Replacement Parts
案例:连接件 Engine Fittings
对于不是关键的零部件,当出现故障需要更换的时候,当这些零部件又不是大众品,没有众多的库存可以选择,可以考虑通过3D打印的方式来替换,速度快且单件成本低。
业界目前还没有形成一个全新的通过增材制造来完善备品备件体系的供应链,然而波音公司已经申请专利。通过其零件模型的数据库来管理这些零件的“虚拟库存”,当这些零件出现问题需要替换时,数据库会将该零件的模型发送到3D打印机将其制作出来。