雖然航空航天業一直是探索和采用金屬增材制造技術的肥沃產業，但汽車行業仍然受到一些限制。這并不是說3D打印沒有被用于汽車生產，大多數（如果不是所有的）汽車制造商正在對其進行調查，盡管由于許多因素（包括生產率和每件成本）的采用而受到限制。

最近，英國制造商Betatype展示了AM如何通過使用激光粉末床熔合（LPBF）在單一構造中制造384個合格的金屬部件，從而克服汽車領域的這些限制。該項目利用Betatype優化技術大幅降低部件成本（從40美元到4美元）并縮短交付周期（從444小時縮短到34小時）。

大批量產業

在其案例研究中，Betatype開始挑戰人們普遍認為的AM技術，正如他們現在所做的那樣，無法滿足某些面向消費者的行業（如汽車）的大批量和低成本需求。相反，它表示在大批量行業中采用AM的關鍵是優化流程經濟性。換句話說，為每個生產的零件選擇最有效的制造工藝。

通過將這些知識與自身對AM限制及其優化技術的認識相結合，Betatype表示，它能夠幫助客戶創建專為AM設計的零件，并且比傳統制造零件表現更好，在經濟上也是可行的。

完全堆疊

更實際的是，Betatype演示了如何通過3D打印一系列LED大燈將AM用于汽車行業的生產制造。正如該公司所解釋的那樣，該項目源于汽車行業最近轉向使用LED大燈及其適應新的熱管理挑戰的需求。

“ 通常這些新組件需要相對較大的散熱器，這些散熱器通常是主動冷卻的。”該公司寫道。“ Betatype認識到這些金屬部件的特定幾何形狀使其成為LPBF生產的理想選擇，LPBF可以將多個制造工藝整合為一種生產方法。”

為了使金屬大燈部件適合AM，Betatype首先重新設計了使用LPBF進行打印的部件。在重新設計過程中，Betatype能夠設計具有內置支撐功能的部件，這使得多個前燈部件能夠在構建托盤中彼此堆疊，而無需額外的支撐。

雖然“完全堆疊”通常被認為是一項復雜的壯舉（很大程度上是由于層過程中的熱應力），Betatype確保前照燈部件設計用于減少熱應力。Betatype提出的新穎堆疊設計最終使公司能夠將一系列零件“嵌套”在一起，以優化打印機的構建量。如上所述，由于這一點，在一個打印作業中共打印了384個零件。用于實現此目的的機器是EOS M 280系統。

更好，更便宜，更快

除了將零件設計為堆疊模型外，Betatype還利用其專業知識優化構建過程的其他方面。正如該公司指出：

通過特定的控制參數，每層中的部件暴露于激光有效熔化部件的單個刀具路徑中，顯著減少兩者之間的延遲最小 。這與Betatype的優化算法和過程IP相結合，將每個部件的構建時間從每個部件的1小時減少到不到5分鐘。這比使用標準構建處理器快10倍。

在成本方面，Betatype表示它成功地將每件成本從40多美元降低到不到4美元，大大節省了成本。他補充說，使用EOS M280或Renishaw的RenAM500M（單激光中型框架（SLMF）系統），它可以將生產時間從444小時縮短到大約30小時，用于生產384大燈部件。然而，使用新的多激光系統MLMF，它甚至能夠將構建時間縮短到19小時。

“使用這些高生產率系統，每個系統生產一年的生產率從7055個零件增加到135，168個就有可能實現19倍的增長。”Betatype說道。“通過安裝7臺機器運行這一優化過程，每年可以接近100萬個零件，功能更強，成本效益更高的零件。”

來源：of week

編輯：董強