雖然航空航天業一直是探索和采用金屬增材制造技術的肥沃產業,但汽車行業仍然受到一些限制。這并不是說3d打印沒有被用于汽車生產,大多數汽車制造商正在對其進行調查,盡管由于許多因素的采用而受到限制。
最近,英國制造商betatype展示了am如何通過使用激光粉末床熔合在單一構造中制造384個合格的金屬部件,從而克服汽車領域的這些限制。該項目利用betatype優化技術大幅降低部件成本并縮短交付周期。
大批量產業
在其案例研究中,betatype開始挑戰人們普遍認為的am技術,正如他們現在所做的那樣,無法滿足某些面向消費者的行業的大批量和低成本需求。相反,它表示在大批量行業中采用am的關鍵是優化流程經濟性。換句話說,為每個生產的零件選擇最有效的制造工藝。
通過將這些知識與自身對am限制及其優化技術的認識相結合,betatype表示,它能夠幫助客戶創建專為am設計的零件,并且比傳統制造零件表現更好,在經濟上也是可行的。
完全堆疊
更實際的是,betatype演示了如何通過3d打印一系列led大燈將am用于汽車行業的生產制造。正如該公司所解釋的那樣,該項目源于汽車行業最近轉向使用led大燈及其適應新的熱管理挑戰的需求。
“ 通常這些新組件需要相對較大的散熱器,這些散熱器通常是主動冷卻的。”該公司寫道。“ betatype認識到這些金屬部件的特定幾何形狀使其成為lpbf生產的理想選擇,lpbf可以將多個制造工藝整合為一種生產方法。”
為了使金屬大燈部件適合am,betatype首先重新設計了使用lpbf進行打印的部件。在重新設計過程中,betatype能夠設計具有內置支撐功能的部件,這使得多個前燈部件能夠在構建托盤中彼此堆疊,而無需額外的支撐。
雖然“完全堆疊”通常被認為是一項復雜的壯舉,betatype確保前照燈部件設計用于減少熱應力。betatype提出的新穎堆疊設計最終使公司能夠將一系列零件“嵌套”在一起,以優化打印機的構建量。如上所述,由于這一點,在一個打印作業中共打印了384個零件。用于實現此目的的機器是eos m 280系統。
更好,更便宜,更快
除了將零件設計為堆疊模型外,betatype還利用其專業知識優化構建過程的其他方面。正如該公司指出
通過特定的控制參數,每層中的部件暴露于激光有效熔化部件的單個刀具路徑中,顯著減少兩者之間的延遲最小 。這與betatype的優化算法和過程ip相結合,將每個部件的構建時間從每個部件的1小時減少到不到5分鐘。這比使用標準構建處理器快10倍。
在成本方面,betatype表示它成功地將每件成本從40多美元降低到不到4美元,大大節省了成本。他補充說,使用eos m280或renishaw的renam500m系統),它可以將生產時間從444小時縮短到大約30小時,用于生產384大燈部件。然而,使用新的多激光系統mlmf,它甚至能夠將構建時間縮短到19小時。
“使用這些高生產率系統,每個系統生產一年的生產率從7055個零件增加到135,168個就有可能實現19倍的增長。”betatype說道。“通過安裝7臺機器運行這一優化過程,每年可以接近100萬個零件,功能更強,成本效益更高的零件。”
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