行業(yè)分析:增材制造如何讓眾領域受益無窮
“在汽車,航空飛機,衛(wèi)星和無人航天器的生產(chǎn)中,這些生產(chǎn)的要求一直是不犧牲性能的優(yōu)化。因為,這些工具與安全息息相關。通過增材制造的方式來實現(xiàn)零件的減重并不僅僅為了減少沒有必要浪費的材料,更是為了減少能源的浪費以及生產(chǎn)線上組裝的要求,并且?guī)砹诵阅艿奶岣摺!?/span>
“l(fā)ess is more”,少就是更多的道理誰都明白,說者容易做者難。輕量化的過程做起來是一個富有挑戰(zhàn)的過程,步驟包括從構思,到設計與分析,仿真與優(yōu)化,增材制造與后加工處理,組裝與測試,運行與調(diào)整。
而這些復雜的程序所帶來的輕量化的結果是富有價值的。包括衛(wèi)星和無人航天器的生產(chǎn),每公斤的減重帶來大約1萬美金的能源節(jié)約,飛機上每公斤的減重帶來大約1000美金的能源節(jié)約,汽車上的每公斤減重帶來大約10美金的能源節(jié)約。
感謝設計師們的不斷努力,通過增材制造也正在為我們呈現(xiàn)更美好的生活前景。一起來看看兩個經(jīng)典案例是如何向美好生活努力的。
歐洲賽車隊Teto在去年失去了世界冠軍后,就開始努力改善他們賽車的發(fā)動機性能。這個項目由位于加利福尼亞的圣克拉拉的FIT Technology Group技術部門來完成的,F(xiàn)IT通過選擇性激光融化增材制造技術來制造出新的發(fā)動機氣缸蓋。
通過選擇性激光熔化方案顯著提高氣缸蓋的表面散熱面積,減少振動和重量。結果是減少了66%的氣缸蓋重量,從5095克到1755克,并且體積也從1887立方厘米減少到650立方厘米。而氣缸蓋的表面面積從823平方厘米增加到6052平方厘米,主要是通過晶格結構帶來的復雜的組織相比,這帶來了更有效的冷卻性能,而冷卻性能對賽車的性能表現(xiàn)至關重要。
Lockheed Martin的衛(wèi)星是根據(jù)用戶的需要而特殊定制功能的,一切與功能相關的零部件都是極其關鍵的零部件,而為了優(yōu)化和減重,Lockheed Martin提出了產(chǎn)品開發(fā)制造階段的“數(shù)碼織錦”(”Digital Tapestry”)概念,他們希望在設計師設計一個零件的時候完全運用數(shù)碼的方式來思考,清除掉傳統(tǒng)制造方式對其思維帶來的局限。
在過去,Lockheed Martin新衛(wèi)星平臺的天線剪切接頭是通過機械加工出來的。產(chǎn)品的原始數(shù)字模型以及產(chǎn)品必要的工程信息是項目成功的基礎,重新設計的零件通過增材制造的方式生產(chǎn)出來不僅將重量減半,而且生產(chǎn)時間也縮短為原來的一半。
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