Betatype 3D打印384個(gè)前大燈，顯示出汽車生產(chǎn)中金屬AM的價(jià)值

航空航天業(yè)一直是探索和采用金屬增材制造技術(shù)的肥沃產(chǎn)業(yè)，但是汽車行業(yè)卻受到一些限制，這并不是說3D打印沒有被用于汽車生產(chǎn)，據(jù)了解，大多數(shù)汽車制造商正在對(duì)其進(jìn)行調(diào)研，盡管由于許多因素(包括生產(chǎn)率和每件成本)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(LPBF)在單一構(gòu)造中制造384個(gè)合格的金屬部件，從而克服汽車領(lǐng)域的這些限制，該項(xiàng)目利用Betatype優(yōu)化技術(shù)大幅降低部件成本(從40美元到4美元)并縮短交付周期(從444小時(shí)縮短到34小時(shí))。

大批量產(chǎn)業(yè)
在其案例研究中，Betatype開始挑戰(zhàn)人們普遍認(rèn)為的AM技術(shù) - 正如他們現(xiàn)在所做的那樣 - 無法滿足某些面向消費(fèi)者的行業(yè)(如汽車)的大批量和低成本需求。相反，它表示在大批量行業(yè)中采用AM的關(guān)鍵是優(yōu)化流程經(jīng)濟(jì)性。換句話說：為每個(gè)生產(chǎn)的零件選擇最有效的制造工藝。

通過將這些知識(shí)與自身對(duì)AM限制及其優(yōu)化技術(shù)的認(rèn)識(shí)相結(jié)合，Betatype表示，它能夠幫助客戶創(chuàng)建專為AM設(shè)計(jì)的零件，并且比傳統(tǒng)制造零件表現(xiàn)更好，在經(jīng)濟(jì)上也是可行的。

完全堆疊
更實(shí)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(yè)的生產(chǎn)制造。正如該公司所解釋的那樣，該項(xiàng)目源于汽車行業(yè)最近轉(zhuǎn)向使用LED大燈及其適應(yīng)新的熱管理挑戰(zhàn)的需求。

“ 通常，這些新組件需要相對(duì)較大的散熱器，這些散熱器通常是主動(dòng)冷卻的，”該公司寫道?！?Betatype認(rèn)識(shí)到這些金屬部件的特定幾何形狀使其成為LPBF生產(chǎn)的理想選擇，LPBF可以將多個(gè)制造工藝整合為一種生產(chǎn)方法。”

為了使金屬大燈部件適合AM，Betatype首先重新設(shè)計(jì)了使用LPBF進(jìn)行打印的部件。在重新設(shè)計(jì)過程中，Betatype能夠設(shè)計(jì)具有內(nèi)置支撐功能的部件，這使得多個(gè)前燈部件能夠在構(gòu)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(rèn)為是一項(xiàng)復(fù)雜的壯舉(很大程度上是由于層過程中的熱應(yīng)力)，Betatype確保前照燈部件設(shè)計(jì)用于減少熱應(yīng)力。Betatype提出的新穎堆疊設(shè)計(jì)最終使公司能夠?qū)⒁幌盗辛慵扒短住痹谝黄?，以?yōu)化打印機(jī)的構(gòu)建量。如上所述，由于這一點(diǎn)，在一個(gè)打印作業(yè)中共打印了384個(gè)零件。用于實(shí)現(xiàn)此目的的機(jī)器是EOS M 280系統(tǒng)。

更好，更便宜，更快
除了將零件設(shè)計(jì)為堆疊模型外，Betatype還利用其專業(yè)知識(shí)優(yōu)化構(gòu)建過程的其他方面。正如該公司指出：“通過特定的控制參數(shù)，每層中的部件暴露于激光有效熔化部件的單個(gè)刀具路徑中，顯著減少，兩者之間的延遲最小 。這與Betatype的優(yōu)化算法和過程IP相結(jié)合， 將每個(gè)部件的構(gòu)建時(shí)間從每個(gè)部件的1小時(shí)減少到不到5分鐘。這比使用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建處理器快10倍 ?！?br />

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(jié)省了成本。它補(bǔ)充說，使用EOS M280或Renishaw的RenAM500M(單激光中型框架(SLMF)系統(tǒng))，它可以將生產(chǎn)時(shí)間從444小時(shí)縮短到大約30小時(shí)，用于生產(chǎn)384大燈部件。然而，使用新的多激光系統(tǒng)MLMF，它甚至能夠?qū)?gòu)建時(shí)間縮短到19小時(shí)。

“ 使用這些高生產(chǎn)率系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)一年的生產(chǎn)率從7055個(gè)零件增加到135,168個(gè)就有可能實(shí)現(xiàn)19倍的增長，”Betatype說道。“通過安裝7臺(tái)機(jī)器運(yùn)行這一優(yōu)化過程，每年可以接近100萬個(gè)零件 - 功能更強(qiáng)，成本效益更高的零件。”

來源：3D打印在線