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多材料3D打印在航空航天国防领域的发展趋势

时间:2017-11-11 13:42:00   来源:模具联盟网   添加人:admin

  作为3D打印制造技术的日益流行,工程师们现在正在尝试3D打印不同的材料在一起,为航空航天工业制造具有成本效益和可持续发展的零件。AUz模具联盟网

  包括洛克希德?马丁公司和波音公司,以及一些航空航天国防领域的次级承包商、政府研究机构和大学实验室都在探索如何打印多种材料,特别是3D打印不同的金属材料。这可以制造出一些满足特殊功能要求的零件,包括一端非常坚硬,另一端具备优越的导热性。AUz模具联盟网

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  3D打印的铝与碳纤维复合材料AUz模具联盟网

  多材料打印冶金、工艺、软件齐发力AUz模具联盟网

  虽然多种材料的3D打印还处在起步阶段,但这个领域充满了可能性。因为多材料的应用可以使工程师有更多的自由度实现设计要求,在空军研究实验室里,研究人员就在专注于多材料3D打印的研究,这种一次性完成的零件突破了传统的加工方式的束缚,传统加工方式需要将一个一个不同材料的零件制造出来,然后再通过焊接或组装的方式结合在一起。AUz模具联盟网

  不仅仅是空军研究实验室,宾夕法尼亚州立大学的创新材料加工中心也在通过直接数字沉积工艺来将不同的金属材料熔合成一个单一的零件。AUz模具联盟网

  根据宾夕法尼亚州立大学的应用研究实验室的负责任Rich Martukanitz,研究室在为美国海军提供耐腐蚀的材料研究,通过3D打印,可以只在腐蚀或磨损性要求高的部位添加镍基材料。AUz模具联盟网

  当然有些金属并不容易被混合加工在一起,包括铝和钛。AUz模具联盟网

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  3D打印的铝制零件AUz模具联盟网

  工程师更倾向于使用铝材料,因为密度低,但是在一些特别需要低重量和高强度结合的地方,还是需要使用钛材料。所以,如果将钛和铝两种材料通过3D打印制成一个零件,在需要高强度的部位增加钛的使用,这将为当前的零件制造带来颠覆性的改变。AUz模具联盟网

  CIMP-3D正在开发一种方法,将每种材料进行元素分级,以避免打印一个新的零件时不必要的时间浪费。AUz模具联盟网

  从冶金学上来理解3D打印多材料是一个研究方向,通过将每种材料进行元素分级,CIMP-3D可以系统化的进行多种材料3D打印研究。AUz模具联盟网

  根据波音防务的Leo Christodoulou,虽然3D打印技术在不断的变化和发展,昨天的加工工艺与今天加工工艺有所不同。但是在过去的几年里,这些工艺还是具有一定的稳定性,所以基于加工工艺的材料研究不仅需要对材料冶金性能的理解,还需要对加工工艺的理解以及软件的应用。AUz模具联盟网