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智能制造行業中的“增材制造”到底是什么?

2021-07-19  來自: TechWeb 瀏覽次數:188


智能制造行業中的“增材制造”到底是什么?



  2021年7月15日,在今年7月的中俄青年創新創業與創意大賽-網絡空間與先1進制造產業決賽上,鑫精合的增材制造項目,《高性能復雜金屬結構件增材制造工程化項目》榮獲一等獎。在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中也提到了“發展增材制造”。那么增材制造到底是一項什么樣的技術呢?

  增材制造

  增材制造或稱3D打印是一種“自下而上”材料累加的制造方法。在傳統的零部件制造過程中往往使用的是減材制造,比如木工在工作時會將木料切削、打磨成需要的形狀,這就屬于一種減材制造。

  而增材制造則相反,增材制造是將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自動化地累加起來成為實體結構的制造方法。

  就像使用3D打印機時,材料是由下至上一層一層“打印”出來的,這就是一種增材制造。

  增材制造的優勢

  在傳統的減材制造中,為了切削出不同的形狀,往往需要多種刀頭、夾具配合使用,加工結構復雜的零件時就需要多道加工工序。

  但增材制造技術則不同,由于不需要傳統的刀具、夾具以及多道加工工序,利用三維設計數據就可以在一臺設備上快速而精1確地制造出任意復雜形狀的零件,并大大減少了加工工序,縮短了加工周期。并且可以在較短時間內從模型樣件、原型試制發展到直接制造。

  目前增材制造可用于航空航天、航海、核電、醫療、汽車、模具等制造領域。

  高性能復雜金屬結構件增材制造工程化項目

  鑫精合的這個項目面向高1端裝備和傳統制造轉型升級需求,以增材制造(3D打印)為核心技術,綜合運用增/減材及等材制造工藝技術為基礎,實現大型復雜金屬結構件的增材制造工程化應用。解決大型復雜金屬零部件制造成本高、周期長、材料利用率低,以及制造過程穩定性、一致性差等問題。

  在此項目中所使用的核心技術如下:

  1.激光增材制造技術:基于離散-堆積原理,采用高能量聚焦激光為能量源,根據待成形零件CAD模型分層切片信息規劃激光掃描路徑,金屬粉末經歷原位熔化、快速凝固、逐層沉積的過程,實現逐層造形,最終完成三維實體零件成形制造。

  2.聯合制造技術:綜合運用增材制造、減材制造以及激光連接等制造方法,實現多種工藝各取所長、優勢互補的新型智能制造技術??梢源蠓档椭圃斐杀?、顯著縮短制造周期,并能實現各種復雜的集成化或輕量化結構,全1面提升產品性能和功能。

  應用效果:

  返回艙防熱大底鈦合金大框直徑近4m,如果采用聯合制造技術,材料利用率將提高67%,制造周期縮短50%。

  大型鈦合金帶筋壁板框梁機身長度近7m,如果采用聯合制造工藝,原材料成本將降低40%,機加工成本減少50%,生產周期縮短近60%。







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