Velo3D 致力于克服障礙，使航空航天公司能夠整合金屬3D打印

導(dǎo)讀：當(dāng)談及3D打印的應(yīng)用背景時(shí)，人們總會(huì)第一時(shí)間想到航空航天行業(yè)。3D打印技術(shù)自面世以來(lái)展現(xiàn)出輕量化和降低成本等優(yōu)勢(shì)，這也是該行業(yè)一直努力嘗試應(yīng)用和整合3D打印的原因。事實(shí)上，在Fortune Business Insights最近發(fā)布的一份報(bào)告中估計(jì)，到2028年航空航天和國(guó)防3D打印市場(chǎng)的總價(jià)值將達(dá)到130.1億美元。然而，盡管航空航天行業(yè)的3D打印由于呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，但距離該行業(yè)真正進(jìn)入金屬3D打印市場(chǎng)仍有相當(dāng)一段距離。

雖然3D打印經(jīng)常被描繪成不同行業(yè)的奇跡解決方案，但事實(shí)上仍然有一些障礙該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)資格和認(rèn)證開(kāi)始發(fā)揮作用時(shí)，比如對(duì)于那些飛行部件，這就變得更加復(fù)雜，往往只有在進(jìn)行了大量的研發(fā)和測(cè)試后才能創(chuàng)造出部件。通過(guò)對(duì)Velo3D白皮書(shū)的仔細(xì)研究，南極熊了解到行業(yè)中目前仍然存在的障礙，以及該公司如何通過(guò)自己的端到端金屬3D打印解決方案來(lái)解決這些問(wèn)題。

金屬3D打印應(yīng)用到航空航天的障礙

與更簡(jiǎn)單的3D打印技術(shù)相比，金屬3D打印從本質(zhì)上講涉及到對(duì)過(guò)程的更嚴(yán)格控制。這些反過(guò)來(lái)又會(huì)成為行業(yè)內(nèi)許多人進(jìn)入的障礙。以惰性氣體問(wèn)題為例，金屬3D打印需要這些氣體充滿封閉式建造室，以確保零件的質(zhì)量。它們對(duì)于確保氧氣不會(huì)進(jìn)入并導(dǎo)致脆化或其他不良的冶金結(jié)合至關(guān)重要。

對(duì)于像鈦合金這樣擁有高強(qiáng)度-重量比的或者飛機(jī)工業(yè)所青睞的其他合金，材料的活性越強(qiáng)，可能的損害就越大。這是因?yàn)檠鯕夂蜌錃鈺?huì)在部件中產(chǎn)生高孔隙度，對(duì)強(qiáng)度和剛度特性產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，環(huán)境調(diào)控是很重要的，因?yàn)槿绻麤](méi)有環(huán)境調(diào)節(jié)，用戶將得到不太完美的結(jié)果，這顯然不是像航空航天這樣視安全為第一要?jiǎng)?wù)行業(yè)的選擇。此外，Velo3D指出，在使用傳統(tǒng)系統(tǒng)時(shí)，調(diào)節(jié)這種惰性氣體的流量以跟上激光掃描過(guò)程中激蕩起的煙塵往往是一個(gè)問(wèn)題。這將導(dǎo)致堆積，從而干擾輸送到粉末床的能量，使結(jié)果不一致。

除了氣體的問(wèn)題，另一個(gè)潛在的障礙是軟件。值得注意的是，該公司指出，許多傳統(tǒng)解決方案不提供原位監(jiān)測(cè)，也不允許用戶提前優(yōu)化構(gòu)建參數(shù)。如果沒(méi)有具體、可靠的原位監(jiān)測(cè)，用戶將無(wú)法捕捉到可用的指標(biāo)，使用戶無(wú)法在打印過(guò)程中識(shí)別缺陷。這反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致更多的構(gòu)建失敗，因?yàn)榱慵�只有在加工完成后才�?huì)被發(fā)現(xiàn)有缺陷。當(dāng)涉及到參數(shù)時(shí)，這也是一個(gè)問(wèn)題。如果一個(gè)系統(tǒng)不具備為特定零件優(yōu)化參數(shù)的能力，用戶就不得不進(jìn)行多次構(gòu)建來(lái)微調(diào)設(shè)計(jì)，以達(dá)到理想的最終質(zhì)量。這既浪費(fèi)又昂貴，為那些希望采用金屬3D打印的行業(yè)提供了一個(gè)重大障礙。

最后，航空航天公司進(jìn)入金屬3D打印市場(chǎng)的最大障礙之一是重涂機(jī)刮刀，Velo3D公司認(rèn)為這是目前系統(tǒng)的致命弱點(diǎn)。零件過(guò)熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生突出物，這會(huì)影響到刮刀的涂層，是導(dǎo)致激光粉末床系統(tǒng)構(gòu)建失敗的主要原因之一。為了獲得更有效、更可靠的打印，這是必須解決的主要問(wèn)題之一。

Velo3D如何幫助航空航天公司？

Velo3D指出，先進(jìn)的金屬3D打印解決方案，特別是它自己的Sapphire®系統(tǒng)，是克服這些障礙的解決方案，工業(yè)化的金屬3D打印機(jī)器使更多的航空航天公司能夠更信任3D打印。但是，這究竟如何實(shí)現(xiàn)呢？

單獨(dú)看每個(gè)障礙，先進(jìn)的金屬系統(tǒng)有內(nèi)置的解決方案來(lái)克服它們，使金屬3D打印對(duì)用戶來(lái)說(shuō)更可靠、更容易。例如，先進(jìn)的3D打印系統(tǒng)中的非接觸式后處理臂消除了突出表面的問(wèn)題，確保不會(huì)出現(xiàn)刮刀和突出物的碰撞。這反過(guò)來(lái)又大大降低了構(gòu)建失敗的可能性，以及提供了一個(gè)更平滑的表面，使后期處理的時(shí)間更短。

當(dāng)涉及到軟件問(wèn)題時(shí)，先進(jìn)的工業(yè)金屬系統(tǒng)致力于整合極端的過(guò)程控制，從而產(chǎn)生更好的零件，更快地打印，并具有冶金結(jié)構(gòu)的完整性。一個(gè)強(qiáng)大的工作流程確保了打印可行性，因?yàn)镃AD文件可以在機(jī)器內(nèi)直接處理和優(yōu)化，而且過(guò)程被監(jiān)控，也減少了故障。最后，該公司指出，這些工業(yè)解決方案中有著完善的氣體通風(fēng)設(shè)施，允許疏散伴隨的煙塵，從而更快速地進(jìn)行激光熔合。

Velo3D針對(duì)航空航天金屬3D打印系統(tǒng)所提供的解決方案同樣得到了業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。例如，霍尼韋爾航空航天公司決定求助于Velo3D的先進(jìn)金屬3D打印系統(tǒng)，以便使用Iconel®（一種鎳基超級(jí)合金）為需要認(rèn)證的零件創(chuàng)建無(wú)支撐結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜幾何形狀。

KW Micro Power公司也求助于Velo3D的金屬3D打印解決方案。利用這一點(diǎn)，KW公司能夠利用拓?fù)鋬?yōu)化和金屬3D打印創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜零件，此前這個(gè)零件由于其迷宮一般的排氣管道設(shè)計(jì)而被認(rèn)為是不可制造的。這些案例表明，由于像Sapphire®這樣的解決方案，金屬3D打印能夠真正成為一個(gè)有效的工具，甚至是剛剛接觸3D打印的公司，有助于將該技術(shù)推廣到更多的工業(yè)應(yīng)用。

Velo3D總結(jié)說(shuō)："先進(jìn)的工業(yè)金屬3D打印技術(shù)終于能夠可靠地實(shí)現(xiàn)前所未有的設(shè)計(jì)自由、縮短交貨期、降低開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本，以及為航空航天和國(guó)防提供最高質(zhì)量、功能齊全的終端使用部件的承諾。"