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面向未来 3D 打印的锻造解决方案

制造工程:Markforged 专注于金属增材制造,但为什么您还强调碳纤维和复合材料而不是聚合物?

面向未来 3D 打印的锻造解决方案根据 Markforged 的​​说法,此处显示的打印农场可提高生产效率、更高的零件产量以及范围广泛的工业材料以实现设计灵活性。

Tom Muscolo:虽然我们提供聚合物材料,但我们的主要重点是复合材料,因为它们为几乎所有应用提供了卓越的性能,而不仅仅是“整洁” ”聚合物。从历史上看,构建复合材料部件所涉及的成本、复杂性和人工劳动使得它们对于大多数应用来说成本过高,因此许多工程师的默认选择是聚合物或金属。我们的系统以及您从能够打印这些复合 pa 中获得的好处然而,按需 rts 改变了这种数学。

ME:有些人可能会怀疑您能否准确且可预测地控制 Metal X 系统的收缩率。你对他们说什么?

Muscolo:虽然每个零件和材料都不同,但我们的 Eiger 软件会根据烧结过程中预测的收缩率自动缩放零件的几何形状。由于许多读者可能不熟悉该过程,因此值得一述。我们的 Metal X 打印机使用基于熔丝制造 (FFF) 技术的 ADAM(原子扩散增材制造)。金属粉末被包裹在塑料粘合剂中,然后通过挤出机逐层沉积。然后需要清洗和烧结零件以溶解粘合剂并使金属粉末融合。在烧结阶段,当金属部件几乎完成时,我们通常会看到部件收缩约 17% 至最终尺寸(尽管这因材料而异)。零件接近净 shape,我们的大多数客户可以直接在打印床上使用它们,尽管它们也可以像任何其他金属部件一样进行后处理,以实现关键的尺寸公差或更光滑的表面光洁度。因此,虽然在大多数情况下部件从烧结炉中出来可以使用,但事实是我们的收缩估计目前是一个经过良好调整但固定的近似值。这就是 Blacksmith 发挥作用的地方,我们基于 AI 的闭环过程控制软件可以自动进行扫描零件测量并调整 Metal X 的打印方式以补偿任何偏差。

我:你似乎强调用于机械车间和制造厂的 3D 打印工具。为什么制造商会选择您的解决方案而不是传统的量具、夹具和夹具?

Muscolo:在绝大多数情况下,我们认为增材制造的最佳用途不是取代传统制造,而是支持传统制造.通过将 3D 打印机引入商店,制造rs 可以更快、更灵活、增加正常运行时间并降低成本。设计、原型制作和制造制造客户零件所需的传统量具、夹具和夹具的过程可能是工作中最昂贵和最耗时的部分之一。交货时间可以延长至数周或数月。成本可能飙升至数万美元。任何时候您(或您的客户)需要进行更改,这都意味着代价高昂的返工或重新开始,更不用说在您的车间日程安排中加入扳手了。然而,使用 3D 打印,您可以以低成本迭代模具设计,无需占用宝贵的车间资源,而且比减材工艺快得多。

ME:抛开 CAD 和衍生式设计的作用工具,软件在增材制造中扮演什么角色?

Muscolo:3D 打印与软件和打印机的独特技术一样重要,精心设计的平台带来敏捷的力量所以软件工程到工业制造的世界。它不仅仅是一台工业 3D 打印机,还是一个强大的代码优先平台,可将硬件和材料与云的力量结合在一起,以不断改进自身。这种完全数字化的工作流程是快速无缝地从设计到零件再到应用的唯一途径。虽然零件设计是 3D 打印软件的一个关键方面,但任何没有自动版本控制、实时车队管理和基于云的协作的平台都无法最大限度地发挥您的硬件的作用。

我:贵公司是一个相对市场的新来者,在过去几年中增长迅速。您对 10 年后的自己有何看法?

Muscolo:随着增材制造的未来被过度炒作了这么久,人们很容易对未来的发展感到疲倦。其他公司花了数年时间将增材制造夸大为新工业革命的到来,但这种转变并不像 fli 那样简单ping 一个开关。制造业作为一个集体产业,其增材制造之旅已经经历了大约 10 年;在 Markforged,我们预计未来 10 年增材技术将继续被采用。 3D 打印的价值是显而易见的——它允许制造商在新需求出现时调整并解决这些需求,事实证明,这些功能在今天比以往任何时候都更加重要。我们刚刚开始触及添加剂应用的表面,行业肯定会实现该技术的进一步用途,尤其是当我们与客户更紧密地合作以解决必须通过行业最严格认证标准的应用时。

ME:许多 3D 打印设备制造商,尤其是那些制造基于激光的金属粉末床机器的制造商,都非常重视过程中的计量和监控。 Markforged 在质量控制问题上的立场是什么?

Muscolo:质量对我们来说当然很重要,一个d 我们系统的多个方面有助于确保我们的客户始终如一地获得符合其质量标准的零件。首先是我们开发、制造和支持打印所需的全套硬件、软件和材料。这三个组件之间的相互作用对最终零件质量至关重要,控制每个组件意味着我们能够更好地调整它们以协同工作。

其次,我们在复合材料和材料中使用的材料挤出技术金属本质上很简单,但很坚固。竞争技术需要高水平的过程计量,因为使用激光熔化金属颗粒的物理学非常复杂。相比之下,我们的 Metal X 系统首先通过 FFF 形成一个部件(生坯状态),然后将其放入我们的熔炉中并按照数十年来粉末金属部件的烧结方式进行烧结。

最后,检查和闭环反馈控制是确保质量的关键。我们的 X7 me 上搭载的激光器保证和补偿变化,并在制造过程中检查零件以确认准确性。我们的 Blacksmith 软件使用 AI 将打印后部件的 3D 扫描与预期部件进行比较,并自动补偿可能因打印或烧结而导致的与标称值的任何偏差。

ME:在之前的讨论中,您提到人工智能 (AI) 将成为增材制造中越来越重要的一部分。怎么会这样?

Muscolo:软件是任何增材制造平台的关键部分,但要释放 3D 打印的真正价值,至关重要的是软件是拼图的嵌入式部分,而不仅仅是事后的想法或附加解决方案。从本质上讲,人工智能和软件解决方案通过消除打印的手动、复杂方面,使整个过程变得更加容易。通过将基于云的 3D 打印机设计与车队管理软件相结合,他们可以利用持续的反馈循环来制作 3D 更准确地打印零件,我们将这一过程称为自适应制造。

ME:您最近宣布将铜添加到您的金属产品组合中。为什么这很重要,您能说出任何目标应用吗?

Muscolo:我们很高兴能够为制造商提供打印高纯度铜的能力。由于其导电性和导热性,铜是许多制造功能的首选——从汽车的点焊到电子产品的散热器——但它既昂贵又难以加工,特别是对于小批量应用。现在,制造商可以快速、轻松地 3D 打印铜,而且成本仅为传统方法的一小部分——使他们能够节省生产成本并进一步简化供应链。

Heraeus Amloy 和 Trumpf 专注于 3D非晶态金属印刷

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