远铸智能成为世界技能组织首家3D打印机全球合作伙伴
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航空工业应用的3D打印主要集中在钛合金、铝锂合金、超高强度钢、高温合金等材料加工上。这些材料具有强度高、化学性质稳定、不易成型加工、传统加工工艺成本高等特点。在3D打印技术方面,SLM(选择性激光熔化)主要用于航空领域。、EBM(电子束熔化)、DMLS(直接金属激光烧结)等技术形式。
随着3D打印机的技术已成为提高航空航天器设计制造能力的关键技术,其在航空航天领域的应用范围不断扩大,从零部件扩展到整机制造。目前,国内外企业和研究机构不仅使用3D打印飞机、导弹、卫星、载人和货船零部件,还打印发动机、无人机、微型卫星等航空航天领域,在成本、周期、重量等方面取得显著效益,充分展示了3D打印机的技术在该领域的应用前景。
1、缩短新航空航天设备研发周期
航空航天领域作为工业综合体系的象征之一,也是国家科技和军事的重要体现形式之一。因此,世界各大国在这一领域的竞争非常激烈,他们都试图以更快的速度开发出更先进的航空航天设备,使自己在竞争中立于不败之地。
金属3D打印机技术大大缩短了高性能金属零部件,特别是高性能大型建筑的制造过程。零部件制造过程中使用的模具不需要开发,可以大大缩短产品研发制造周期。
2、提高战略材料利用率,降低制造成本
航空航天制造领域所需的重要部件都需要昂贵的战略材料,如钛合金、镍基高温合金等难加工的金属材料,因此提高材料利用率,降低制造成本尤为重要。在提高材料使用效率方面,传统的制造方法对材料的利用率很低,一般不超过2%-5%。
材料的巨大浪费意味着加工过程复杂,生产周期长。如果是难以加工的技术部件,加工周期会大大增加,制造周期会大大延长,导致制造成本增加。3D打印机只需少量后续处理即可投入使用,材料利用率达到60%,有的甚至达到90%以上,可以降低制造成本,节约原材料。3D打印机技术的应用有效地降低了航空航天部件的制造成本。
3、优化零部件结构,减轻重量,提高使用寿命
对于航空航天武器装备来说,减轻重量不仅意味着可以增加飞行装备在飞行过程中的操作灵活性,还可以增加有效的负荷重量,节省燃料,降低飞行成本。传统的制造方法已经将零件减肥发挥很好了,但工业级3D打印机技术的应用可以优化复杂零件的结构。
通过将复杂的结构转换为简单的结构,可以在保证性能的前提下进一步减轻零件的重量。根据计算,飞机的重量每减少一磅,航空公司每年节省1.1万加仑的燃料。同时,通过优化零件结构,3D打印机技术可以合理地分布零件的应力,降低疲劳裂纹的风险,从而提高零件的使用寿命。
4、便于零件修复成型
由于飞机和其他飞机的平均寿命可以达到20到30年,火箭和其他航天器也经历了从一次性使用到多次重用的历史变化,因此在航空航天器的全寿命运行中涉及到维护、维护和大修成本控制的重要性越来越突出。
除生产制造外,金属3D打印机技术在修复成型中的应用价值和潜力甚至高于制造本身,主要表现在现场维护、生产零件和处理零件的金属损伤上。3D打印机技术在现场维护和生产零部件时,正在深刻地改变航空航天零部件的仓储和运输理念。过去,备件通常需要从当地或海外运输,并占据大量库存。
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