全球著名的動力部件製造企業伊頓(Eaton) 近日宣布了其汽車集團在金屬增材製造領域的新計劃,該計劃是伊頓工業4.0戰略的一部分,旨在通過3D列印技術減少產品開發時間並提高效率。3D科學谷了解到,伊頓已安裝新金屬3D列印系統,然後在2021年第一季度部署聚合物3D列印技術。
伊頓通過金屬3D列印技術生產的注油嘴。來源:伊頓
更快、更便宜的增材製造
3D列印新設備將被用於製造高質量的固定夾具,安全裝置,用於組裝和處理的自動化夾具以及需要更換的零部件。零部件原型製造也將通過3D列印實現更快的產品開發試驗,並提高效率。
在應用中,伊頓使用掃描儀創建現有組件的3D模型,與逆向工程技術結合,更好的利用3D列印功能,例如進行零部件設計優化,減少零件數量,設計功能集成的部件。
根據伊頓,隨著在全球範圍內部署越來越多的3D印表機,伊頓汽車集團已經實現了進一步的運營改進,包括縮短交貨時間與節省成本。
間接金屬3D列印
雖然伊頓並沒有透露增材製造新計劃中將使用的是哪種金屬3D列印技術,但根據伊頓對於列印工藝的描述,可以看出是基於材料擠出工藝的間接金屬3D列印技術。
根據伊頓,列印金屬零件的過程始於包含金屬粉末、蠟、聚合物粘結劑的棒料,3D列印設備根據設計文件進行材料擠出成形。3D列印過程完成後,通過化學浴以去除零件中的聚合物粘合劑。然後,通過熔爐除去3D列印零件中殘留的蠟和聚合物,將金屬材料熔化成高密度結構。此外,可以根據要使用的列印零件及材料的需要進行額外的熱處理,進一步提高零件強度。
3D列印零件的總交貨時間取決於幾個標準,包括零件的尺寸和複雜程度,以及後處理時間。伊頓表示,在新計劃中的金屬3D列印後處理流程中,排膠操作和熱處理是批量完成的,當一批組件進行後處理時,下一批組件正在列印,所以儘管3D印表機、排膠、熔爐在一個集成的迴路中工作,但是仍然可以靈活地增加印表機的數量,而無需增加後處理設備。
3D科學谷Review
在增材製造金屬新計劃公布之前,伊頓已使用粉末床金屬熔融3D列印設備EOS M290和Concept Laser M2 UP1系統製造了鋁、不鏽鋼等材料的航空零部件。伊頓在金屬增材製造新計劃中部署的金屬3D列印系統屬於間接金屬3D列印技術。
Desktop Metal, Markforged,Digital Metal等均是該領域的代表性企業。例如,獨角獸企業Desktop Metal 推出的其中一種間接金屬3D列印技術是基於材料擠出工藝,材料為金屬棒料,而另一種則是基於粘結劑噴射工藝。
根據3D科學谷的市場觀察,基於粘結劑噴射的間接金屬3D列印技術受到了資本的青睞,大量的投資資金因看好高速度、大批量和低成本的因素,而進入到了該領域。
除了以上提到的後起之秀,GE、惠普也加入了間接金屬3D列印的競爭賽道。3D科學谷對間接金屬3D列印技術的產業化進程、技術發展情況進行了長期跟蹤。前往以下文章了解更多:《面向工業化量產,GE粘結劑噴射金屬3D列印發起合作夥伴計劃》,《案例洞悉金屬3D列印獨角獸在重工業中的應用》,《Simufact推出了金屬粘結劑噴射(MBJ)仿真技術,以實現批量生產》,《吉凱恩與惠普針對零件量產的需求,優化金屬3D列印完整價值鏈》。
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