微信扫一扫

网站秒速赛车 > 新闻中心 > 行业新闻

日本三菱:高精度点阵成型3D打印新技术

发布日期: 2018/11/16 访问次数:588 分享到:

  2018年10月底,南极熊从外媒获悉,三菱电机宣布开发出独特的点阵成型增材制造技术,通过在3D打印机中结合激光,计算机数控(CNC)和计算机辅助制造CAM技术,实现高精度成型。

该技术采用激光定向能量沉积(DED)方法,这是一种增材制造工艺,其中聚焦的热能在材料沉积时熔化它们。

  DED工艺类似于材料挤出的过程,但是在DED 3D打印方法中,
供应材料颗粒或线材的喷嘴安装在多轴臂上。它可以在多个方向上移动,而不是固定到特定轴,并且可以从任何角度将进给供应到目标表面上。然后,该模型逐层地从底部到顶部构建在表面上。通过控制进给速率和金属线或颗粒沉积在表面上的角度来控制3D模型的形状。
  DED专门用于打印金属和合金的3D模型,并且常用于修复和维护结构部件。该技术可高速的生成高质量的3D零件。三菱电机认为,其新技术将在各种应用中提高生产率,例如飞机和汽车零件的近净成型和堆积修复,以及空心和悬垂形状。该技术还可以与使用其他制造方法生产的部件串联使用。
新技术使用普通且相对便宜的激光焊丝。新技术提供的另一个好处是显著提高了精度,因为与连续成型技术相比,形状精度提高了60%。与传统技术相比,传统技术的问题氧化可以减少20%以上,因为高温区域限于窄点形成区域。
  三菱电机预计在截至2021年3月的财政年度内推出商业版点阵成型技术。
  三菱电机将在第29届日本国际机床展览会(JIMTOF2018)上展示新技术,这是一项为期6天的活动,将于11月1日至2018年11月6日在东京国际展览中心举行。

2016年6月,南极熊在东京参加日本工业展期间看到日本三菱公司的展位,据南极熊了解,三菱电机研究实验室(MERL)正在使用5轴增材制造技术——也就是一些人所谓的5D打印——来制造强度要比常规3D打印强3至5倍的部件。

 

  从战斗机到液晶电视,日本跨国企业三菱几乎涉足了电子和电气设备的几乎每个领域。该公司在世界各地运营,但是有一些最重要的研究活动实际上是在美国发生的。比如MERL就是该公司设在美国的一个重要的研究机构。

  作为一家业务多元化的公司,三菱当然也涉足了3D打印技术:两年前,该公司重工业部门宣布,它将考虑用增材制造技术打造火箭部件。不过现在,MERL的正在致力于完善一种特别的3D打印方法,如果成功,将能够帮助该公司制造出适合关键应用的更强部件。

  这种特别的方法就是所谓的五轴增材制造,它在3D打印头运动的X/Y/Z 3个轴之外又增加了两个轴来控制打印床的运动,也就是打印床可以来回倾斜,从而把总轴数增加到了5个。另外,这些5轴3D打印机运行方式也与我们常见的3D打印机不同,不再整齐地将一层层材料平整地堆叠起来。

  MERL高级首席研究科学家William Yerazunis最近做了一个实验来展示5轴增材制造的好处在哪里。这位三菱的专家首先使用标准的3D打印机(只有三个轴)打印出了一个小型塑料压力盖。由于其均匀的分层结构,这个3D打印的盖子明显弱于注塑制品。这个盖子的所有层都是平的,压力很容易沿着薄弱的层间结合处将盖子扯开。”Yerazunis 解释说。

  然而,Yerazunis仍然使用同样的3D打印机和材料就有效地提高了3D打印部件的强度。其中的秘密在于采用五轴增材制造的改变了每层的沉积方法。为了证明这一点,Yerazunis和他的研究团队接着使用他们的“5D打印”方法使用相同的CAD模型,制造了相同的压力盖,却获得了更强的结构。“如果我们考虑到来自内部的力量,并将沉积的每层材料从平面改成沿着压力盖最大应力线的曲面,我们就可以将它强度提高到3到5倍,而且使用的材料也减少了25%。”Yerazunis说。

  不出所料,5D打印的压力盖要比3D打印同样形状的压力盖要好的多:3D打印压力盖能够抵抗大约0.1MPa的压力,而5轴增材制造的压力盖则能够承受3.7MPa的压力。这就大幅增加了强度,同时减少了材料的使用。

  “不过5D打印确实需要进行大量的分析,而且它需要知道打印部件的用途。”Yerazunis说。“但当你可以用它将一个部件的强度增加五倍的话,为此做出一些改变还是值得的。”

三菱重工机床公司在第28届日本国际机床展(11月17~22日于东京有明国际会展中心举行)上,展出了该公司参加新一代3D积层造型技术综合开发机构(TRAFAM)后,作为国家项目的一环开发的金属3D打印机的一次试制机。此次主要展示的是截至2015年度的开发成果,同时也介绍了目前正在研发的课题。硬件已基本完成,目前重点正在转向旨在实现最佳造型的软件开发。

 

    三菱重工机床携金属3D打印机亮相日本机床展

  三菱重工机床开发的是激光金属沉积(LMD)方式的3D打印机,是在吹附金属粉的同时用激光束使金属粉熔融然后凝固。该3D打印机可利用5轴控制进行积层造型,并在这一过程中通过5轴切削加工进行精加工。造型速度方面,每小时积层体积最大可达到360mL。可使用多种材料,还对铜与Inconel718、铜与马氏体时效钢、Inconel718与马氏体时效钢等各种材料搭配的多层积层进行了实验。

2016年日本工业展三菱的展位

  在2016年6月22日南极熊全程直播报道了2016日本工业展(3D打印展)。其中就有三菱重工的展位,就是在展会上南极熊了解到三菱重工正在研发五轴3d打印机。作为一家业务多元化的公司,三菱当然也涉足了3D打印技术:两年前,该公司重工业部门宣布,它将考虑用增材制造技术打造火箭部件。不过现在,MERL的正在致力于完善一种特别的3D打印方法,如果成功,将能够帮助该公司制造出适合关键应用的更强部件。这种方法应该就是指——五轴金属3d打印技术。

 

  模仿涡轮等部件的造型样品是在圆柱状不锈钢(SUS304)的外侧用Inconel718形成了叶片。展示了两种叶片形状的样品,一种是从叶片根部到前端呈锥状变细,另一种是将同一截面呈柱状堆积。前者为使层厚保持固定,必须要逐层改变路径的设定,难度较大。目前三菱重工机床正在对相关路径设定方法等积累经验,并将这些经验导入到软件中。


秒速赛车官网 北京两步彩APP 秒速赛车官网 山东群英会怎么玩 极速快乐8群 秒速赛车官网 广东快乐十分 秒速赛车官网 极速快三 秒速赛车官网