贺利氏携手通快,为非晶态金属的工业级3D打印拓展新应用

时间:2020-04-23 15:27       来源: 通快
  近日,两家德国科技巨头——贺利氏和通快集团——强强联手,共同开展非晶态金属(又称“金属玻璃”)3D打印研究,以期通过提升工艺和性价比,使非晶态金属部件打印成为车间内的标准生产工艺。非晶态金属的强度是钢的两倍,但比钢轻得多,而且弹性更佳。非晶态金属具有各向同性,这意味着不管3D打印采用何种构建方向,其材料特性始终相同。3D打印不仅能用于制造极其坚固的部件,还能为工程师提供更大的设计自由度。未来,非晶态金属3D打印或将令众多领域受益匪浅,例如航空航天和机械工程行业所使用的高应力部件和轻质部件。由于具有生物相容性,此类材料还是医疗设备的理想之选。
 
  3D打印为非晶态金属开辟新的工业应用
 
  “非晶态金属部件3D打印技术在工业领域的应用还处于起步阶段。这次合作将有助于我们加快打印流程、提高部件表面质量,最终帮助客户降低成本。我们将提升该技术在更多应用中的适用性,同时开辟一些全新的应用。”贺利氏非晶态金属(Heraeus AMLOY)负责人Jürgen Wachter解释道。
 
  “非晶态金属在许多行业都有应用潜力,例如增材制造技术(即3D打印)最重要的行业之一——医疗设备。因此,我们相信这次合作将是通快集团工业3D打印解决方案进一步开拓这一关键市场的大好机会。”通快集团增材制造业务部总经理Klaus Parey表示。
 
  非晶态金属是液态金属急速冷却而形成的金属材料,3D打印设备可采用该材料制造复杂的大尺寸部件——这是其他生产工艺无法实现的。因此,3D打印技术将为非晶态金属开辟全新的工业应用领域。此外,借助3D打印,非晶态金属还能发挥其在轻量化设计方面的巨大潜力。在满足功能要求的前提下,3D打印部件没有任何多余的结构,因此材料用量和部件重量都被控制在最低限度。非晶态金属本身很轻,因此将3D打印和非晶态金属相结合,能够满足各种应用的轻量化需求。3D打印技术可使非晶态金属部件的生产更加便捷,应用领域更加广泛。借助这项技术,用户可以直接制造完整的部件,而无需先生产一个个零件,再将其装配为成品。
 
  经过优化的材料 + 专用的3D打印设备 = 大批量生产高质量部件
 
  在这次合作中,贺利氏非晶态金属充分利用其在非晶态金属生产和加工方面的专业知识,以及通快集团丰富的增材制造经验。贺利氏非晶态金属对其非晶态合金进行了优化,以用于3D打印,并为通快集团的TruPrint设备定制了合适的材料。通快集团最新发布的TruPrint 2000是打印非晶态金属的最佳选择。该设备配置了粉末准备站,可在惰性保护气体中实现拆包打印部件和粉末处理,未使用的粉末将被回收。该设计对于非晶态金属来说至关重要,因为此类材料可与氧气迅速发生反应。同时,TruPrint 2000 配置了2台通快300W光纤激光器,可同时部署在打印机的整个成型仓,这大大减少了单个部件的加工时长。采用仅55微米的光斑直径,用户便可以小批量或大批量生产表面质量极高的非晶态金属部件。熔池监控功能可自动监测并分析加工过程中的熔池质量,从而尽早发现工艺偏差。
 
  客户可订购非晶态金属部件或自行打印
 
  拥有通快集团3D打印设备的客户如今可以用该打印机加工贺利氏非晶态金属提供的锆合金,也可以直接向贺利氏非晶态金属订购3D打印的非晶态金属部件。未来,贺利氏非晶态金属和通快集团还希望将铜合金和钛合金用于3D打印。
 
贺利氏携手通快,为非晶态金属的工业级3D打印拓展新应用
图1:TruPrint 2000
 
  通快集团最新的TruPrint 2000 3D打印设备是打印贺利氏非晶态金属材料的理想之选。(图片来源:通快集团)
 
贺利氏携手通快,为非晶态金属的工业级3D打印拓展新应用
图2:项目团队
 
  左起:由贺利氏非晶态金属和通快集团增材制造业务部员工组成的项目团队:Hans-Jürgen Wachter(贺利氏非晶态金属负责人)、André Kobelt(贺利氏集团董事会成员)、Moritz Stolpe(贺利氏非晶态金属)、Valeska Melde(贺利氏非晶态金属)、Arwed Kilian(通快集团增材制造业务部)、Klaus Parey(通快集团增材制造业务部总经理)、Jan-Christian Schauer(通快集团增材制造业务部)。(图片来源:贺利氏非晶态金属)
 
贺利氏携手通快,为非晶态金属的工业级3D打印拓展新应用
图3:非晶态金属膨胀套管
 
  膨胀套管是能够利用非晶态金属3D打印改进性能的部件之一。由于非晶态金属具有高弹性,采用该材料生产的套管比传统套管更易变形。借助3D打印技术,用户可以直接制造完整的部件,而无需先生产一个个零件,再将其装配为成品,从而简化生产流程。(图片来源:贺利氏非晶态金属)
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