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加速3D打印部件的使用

行业对新技术的态度往往变化缓慢。然而,关键的科学参与者正在寻求降低3D打印部件的接受曲线。他们的努力会成功吗?

(a)理想阵列照射时的典型光线。(b) (a)中射线轨迹的细节,显示了来自球体的多次散射。来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室
(a)理想阵列照射时的典型光线。(b) (a)中射线轨迹的细节,显示了来自球体的多次散射。来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室

尽管3D打印/增材制造在过去几年中取得了巨大的进步,但许多业内人士仍然将其主要视为原型制作工具或生产少量非关键部件的手段。韦恩·金是劳伦斯利弗莫尔国家实验室增材制造金属项目加速认证美国公司正在寻求改变这种心态。

King和实验室的其他研究人员在《应用物理评论》上发表了一篇题为金属激光粉末床熔融增材制造;《物理、计算和材料挑战》。正如你可以从标题猜到的那样,这篇论文不是为放松的晚上阅读而写的。其目的很明确:为在工业应用中更多地使用3D打印金属提供实质性的、基于科学的推理。

正如论文中所述:“通过激光粉末床熔融增材制造生产金属零件正在呈指数级增长。然而,这种技术从生产原型到生产关键部件的过渡受到对部件质量缺乏信心的阻碍。信心可以通过对过程的物理原理的基本理解来建立。人们普遍认为,这种理解将越来越多地通过建模和仿真来实现。然而,由于与该过程相关的广泛长度、时间尺度和温度范围,存在重大的物理、计算和材料挑战。在本文中,我们回顾了当前的艺术状态,并描述了需要满足的挑战,以实现对该过程物理的基本理解。”

论文中讨论的模型“允许工程师计算制造过程中产生的应力和热量,帮助他们了解金属在过程中发生了什么……这应该使他们能够创造出与传统制造零件一样有信心在恶劣的现实环境中使用的产品。”如果工程师们被说服,我们可以看到3D打印在航空航天等行业的应用发生了巨大的变化。”

正如你可能已经意识到的,3D打印部件已经在包括航空航天在内的各个行业取得了重大进展,但这些实例更多的是轶事,而不是明确的趋势迹象。这就是金发表论文的原因。

在Lawrence Livermore发表的论文中,King说:“我们希望加速认证和资格认证,以利用金属增材制造给我们带来的灵活性。理想的情况是,我们的工厂希望星期一生产出合格的零件,星期二在同一台机器上生产出同样合格的另一个零件。”

观看劳伦斯利弗莫尔实验室视频下面说明了一个弯曲的金属火箭发动机喉部的3D打印。

最近《自动化世界》报道了与行业相关的3D打印进展

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