回顧一下古代的鑄鍛在中國有很長的歷史,先鑄錠再去打樣打,而且不是鍛打就能完成,需要反復鍛打。反復的鍛打才能夠消除鑄造的缺陷,使晶粒細小均勻。現代工藝也是如此,同時這個過程中還需要不斷地加熱,保證金屬處於可鍛造狀態。
開放式的加工過程熱量消耗很大,而且是重污染的過程。在這種生產方式是全世界通用的,先鑄後鍛,流程很長,反復鍛造加RP熱能耗大,污染重,需要整體輕量化制造的趨勢下,依賴大型鍛機且越來越大(8-15 萬噸),投資巨大。首先要鑄錠,包括零件所有的尺寸,最後得出的零件要削掉很多部分,特別在航空航天器件,材料利用率很低。同時一個零件需要根據不同的功能,采用不同的材料。
3D列印技術能縮短制作流程,但是它在工業化應用的最大障礙,就是其自身的缺陷——有鑄無鍛,性能及可能性難及鍛件,抑制變形和破裂難度大,同時目前效率不及傳統工藝,成本也還降不下來。
突破技術自身缺陷的方式在於改變國內外傳統制造鑄鍛分離的制3D列印作方式,實現鑄鍛合一,邊熔邊鍛。用一台設備、金屬絲及很小壓力得到鍛件,實現短流程、單機輕載、節能省材的綠色制造。攻克傳統鑄鍛無法沿輪廓數字化成形的難題,實現鑄鍛銑一體數字化。過去需要長流程、多台設備的鑄鍛,現在只用一台設備輸入金屬絲就可以得到。
在過去鑄造過程中,普通鑄鍛的零件在冷樣品卻過程中,非常容易產生裂紋,成品率不到 10%。通過這樣的技術可以百分之百的做出來,並且沒有缺陷。千百年來發展起來的鑄鍛技術,通過與 3D列印技術的結合,獲得了新生。
轎車翼子板的衝壓成型模具也可以采用3D列印技術。這種模具實現了模具表面為模具鋼,內部大部分是鑄鋼,大大降低了成本——大部分用一般材料,少部分用很好的材料。不光是模具,用材料非常昂貴的閥方面,僅僅在材料上就有壓倒性的競爭優勢。將 3D列印固有的住裝晶變成均勻等軸細晶,形與質並行創制,性能超過傳統鍛件。
3D列印是一個高度依賴材料和設備的技術領域,整個行業的發展很大程度取決於如何找到成本更低,易於使用的材料。在行業發展的初期 3D逆向工程 打印應該做減法,集中專注於幾個領域,才能更多地發展。同時也要用工業手段解決個性化問題,使 3D列印行業變成正常的行業,有前途的行業。
最後,也是最重要的一點,3D列印還處於發展初期,在很多領域都還沒建立行之有效的標准,這需要一定的時間去探索和實踐。
- Feb 23 Fri 2018 10:32
3D列印與鑄鍛結合:降低成本,提升強度
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