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歐洲航天局和伯明翰大學研發的金屬增材制造新技術

童程童美 2016-10-26

歐洲航天局和伯明翰大學合作研發了一整套增材技術解決方案。其中一項技術包括設計一個激光沉積設備的噴嘴及整合增材制造流程中的多個送絲系統。該技術提高了金屬絲打印的能力,與金屬粉末打印系統相比更具優勢。

摘要

歐洲航天局和伯明翰大學合作研發了一整套增材技術解決方案。其中一項技術包括設計一個激光沉積設備的噴嘴及整合增材制造流程中的多個送絲系統。該技術提高了金屬絲打印的能力,與金屬粉末打印系統相比更具優勢。使用金屬絲作為打印材料,金屬打印設備將具備制造多種不同合金樣件的能力,增加了打印過程中材料的利用率, 還可以避免粉末溢出造成的污染、設備維護、安全等問題。

歐洲航天局和伯明翰大學研發的金屬增材制造新技術

此外,歐洲航天局還研發了與上述技術相關的一種簡化的金屬合金絲材制造工藝,其基本原理是當金屬絲通過熔池時將其表面進行涂層。該工藝與以往方式相比成本可降低20%-50%,制造過程消耗的能源和需要的基礎設施更少、質量更高。

在整套增材技術解決方案中,還包括一種新的金屬打印過程的新熱源。目前的金屬增材制造系統多以激光或電子束為熱源,而該方案中的熱源則是由一組反射鏡聚焦的非相干光束,光束來源是200W-1000W的燈泡。聚焦后的光束將會加熱目標零部件中的局部區域。這技術可以替代目前的激光和電子束熱源,并且成本更低。

還包括一個通過熱等靜壓方法制造金屬件的系統,該系統以特定幾何形狀的小型(以毫米、厘米計)金屬單元的使用為基礎。金屬單元可以批量生產和自動處理。該技術的優點包括:制造的產品幾乎不產生變形,與鍛造、鑄造、機加工相比,能夠制造更加復雜的零部件;可以制造復合材料和功能梯度材料零部件;更節約材料和成本。

整套增材技術解決方案,可以為金屬增材制造提供更便宜的設備、更高效的流程、更低的成本,對材料和復雜金屬打印零部件的研發人員將會具有極大吸引力。在航空航太、汽車、化工(如,管套接頭)、醫療(如,植入體) 或任何對結構、產品性能有要求高的行業,有廣泛的應用前景。

增材制造技術解決方案相關知識產權:

這里描述的技術解決方案包含一系列的專利和專有技術,包括設備、方案和開發和測試先進增材制造流程的經驗。該技術的知識產權對研發高性能零部件的公司的非常有意義。相關專利:

EP 20120723217 – Multi-wire feeder method and system for alloy sample formation and additive manufacturing。

WO2015014401 – Method and system for producing and using wires including a core and multi-elemental coating。

WO2014094882 – Additive manufacturing system using focused light heating source。

WO2014082678 – Method of manufacturing a metallic component from individual units arranged in a space filling arrangement。

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