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智能制造行业中的“增材制造”到底是什么?

2021-07-19  来自: TechWeb 浏览次数:223


智能制造行业中的“增材制造”到底是什么?



  2021年7月15日,在今年7月的中俄青年创新创业与创意大赛-网络空间与先1进制造产业决赛上,鑫精合的增材制造项目,《高性能复杂金属结构件增材制造工程化项目》荣获一等奖。在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也提到了“发展增材制造”。那么增材制造到底是一项什么样的技术呢?

  增材制造

  增材制造或称3D打印是一种“自下而上”材料累加的制造方法。在传统的零部件制造过程中往往使用的是减材制造,比如木工在工作时会将木料切削、打磨成需要的形状,这就属于一种减材制造。

  而增材制造则相反,增材制造是将材料(包括液体、粉材、线材或块材等)自动化地累加起来成为实体结构的制造方法。

  就像使用3D打印机时,材料是由下至上一层一层“打印”出来的,这就是一种增材制造。

  增材制造的优势

  在传统的减材制造中,为了切削出不同的形状,往往需要多种刀头、夹具配合使用,加工结构复杂的零件时就需要多道加工工序。

  但增材制造技术则不同,由于不需要传统的刀具、夹具以及多道加工工序,利用三维设计数据就可以在一台设备上快速而精1确地制造出任意复杂形状的零件,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。并且可以在较短时间内从模型样件、原型试制发展到直接制造。

  目前增材制造可用于航空航天、航海、核电、医疗、汽车、模具等制造领域。

  高性能复杂金属结构件增材制造工程化项目

  鑫精合的这个项目面向高1端装备和传统制造转型升级需求,以增材制造(3D打印)为核心技术,综合运用增/减材及等材制造工艺技术为基础,实现大型复杂金属结构件的增材制造工程化应用。解决大型复杂金属零部件制造成本高、周期长、材料利用率低,以及制造过程稳定性、一致性差等问题。

  在此项目中所使用的核心技术如下:

  1.激光增材制造技术:基于离散-堆积原理,采用高能量聚焦激光为能量源,根据待成形零件CAD模型分层切片信息规划激光扫描路径,金属粉末经历原位熔化、快速凝固、逐层沉积的过程,实现逐层造形,最终完成三维实体零件成形制造。

  2.联合制造技术:综合运用增材制造、减材制造以及激光连接等制造方法,实现多种工艺各取所长、优势互补的新型智能制造技术。可以大幅降低制造成本、显著缩短制造周期,并能实现各种复杂的集成化或轻量化结构,全1面提升产品性能和功能。

  应用效果:

  返回舱防热大底钛合金大框直径近4m,如果采用联合制造技术,材料利用率将提高67%,制造周期缩短50%。

  大型钛合金带筋壁板框梁机身长度近7m,如果采用联合制造工艺,原材料成本将降低40%,机加工成本减少50%,生产周期缩短近60%。







智能制造


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