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金属3D打印技术,这4大应用场景你知道吗?

2022-04-25 16:47:32

谈到3D打印技术估计很多人已经很熟悉了,但是说到增材制造技术的应用,可能大部分人还只停在以下两个阶段:

 

1) 原型制造,即通过树脂、塑料等非金属材料打印的概念原型与功能原型

 

2) 间接制造,即通过3D打印技术完成工、模具制造,再采用3D打印工模具进行零件的制造

 

殊不知,伴随着3D打印技术的发展,特别是金属3D打印技术近年来取得的进展,增材制造技术的应用已不仅仅局限于快速响应产品的外观设计,抑或是工艺辅助的间接制造,而是延伸到了金属功能零件的直接制造

 

当前,通过金属增材制造技术制造的金属材料零部件越来越多的被成功应用于航空航天,国防军工、医疗器械、汽车制造、注塑模具等领域

 

 

可以说,金属增材制造技术在制造行业具有更广阔的应用舞台,是增材制造领域对制造业来说最有应用价值的先进制造技术。主要体现在以下几个方面:

 

 

01.成形传统工艺难以制造的零件

 

在制造领域,有些零部件形状复杂、制备周期长,应用传统铸造锻造工艺生产不出来或损耗较大。

 



而金属增材制造技术则可以快速制造出满足要求的零部件,并具有加工周期短、制造成本低、无需工装和模具等优势。

 

 

 02.制造高成本材料零件 

 

金属材料是制造领域必不可少的重要材料,但是在实际的加工过程中,却存在着不少问题,例如钛合金、高温合金、超高强度钢等材料难加工、加工成本高、材料利用率低,加工周期长等。

 

金属增材制造技术所采用的激光、电子等高能束密度高,速度快,极大的改善了金属材料的加工难度,并提高了材料利用率及降低了原材料成本。

 

例子则是金属增材制造技术应用最早和最广泛的航空航天行业。

 

 

03.快速成形小批量非标件 

 

3D打印非常适合个性化定制生产、小批量生产。当前,金属增材制造的个性化制造在医疗器械的应用极为突出,一方面用于打印具有个性化需求的植入物/假体或模仿仿生原理的复杂结构。

 

这些植入物通过3D打印技术的精确控制,有效实现外在轮廓及内部结构的同步重建,以满足其与患者局部解剖结构的高度匹配。

 

个性化、小批量生产已经成为当前制造业发展的趋势,金属3D打印摆脱了模具制造这一关键技术环节,可以随时调整参数。除了医疗器械行业,在其他行业也极具应用潜力。

 

 

04.高性能成形修复受损零件 

 

高成本零件的成形修复也是金属增材制造技术的突出优势。过去,对于受损零部件只能做表面的涂层修复,并且维修工序步骤繁多,还涉及到一些额外的步骤如加工、抛光、测试等,同时还受维修时限条件的制约,耗时较长;

 

而对于损伤稍严重的零部件也只能作更换处理。

 

金属增材制造技术则可以对任意缺失或损环的部分进行快速成形和修复。

 

 

例如航空航天零件结构复杂、成本高昂,一旦出现瑕疵或缺损,只能整体换掉,可能造成数十万、上百万元损失。

 

而通过金属3D打印技术,可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状,修复后的性能不受影响,大大延长了使用寿命,降低了成本,减少了停机时间。

 

其实除了航空航天领域外,机械、能源、船舶、模具等行业也对大型装备的高性能快速修复提出了迫切需求。

 

增材制造技术改变了传统的制造方式,为复杂金属结构功能件的直接制造提供了新思路,对于制造业而言有着广阔的应用前景。

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