增材修造(又称3D打印)是以数字模子为根柢,通过将资料逐层堆集来修造实体物品的新兴本领。它对古代的工艺流程、临蓐线、工场形式以及物业链组合发作了深远的影响,是修造业中拥有代表性的推倒性本领。
正在科技的海潮中,3D打印本领不光大幅缩减了本钱、明显晋升了功能,而且促使了新型资料与计划理念的改变。依靠其奇异的上风,3D打印本领正在船舶、能源、汽车以及医疗等界限的使用正日益广博。
正在上一篇著作的盘货中,咱们曾经对3D打印本领于航空航天界限拥有模范性的使用实例做出了总结。正在本文当中,咱们将针对船舶、能源、汽车以及医疗这些界限,对2024年3D打印本领新的使用情状以及拥有行业代表性的事故予以总结。
2024年11月,日本川崎重工联袂Pelagus 3D正在海洋工业界限奉行了一项立异使用,告成安设了利用电弧增材修造(DED-Arc)工艺修造的镍铝青铜螺旋桨叶片,通盘计划安设流程仅需六周,强度普及了40%。这一配合彰显了增材修造(AM)本领正在船舶备件修造界限赢得的明显发展,迥殊是正在晋升临蓐作用、改良资料功能以及知足特定使用需求等方面。
2024年11月15日,宁德将来船艇开展有限义务公司(以下简称“宁德将来”)携打破性打印本领亮相2024寰宇帆海装置大会。据悉,该本领投产后,仅需1天就能打印出一艘10米长的实物船艇,而古代方法修造则需求60到90天。这一成就不光改良了古代船艇临蓐方法,更是打破了美国的本领封闭。
一年间,由中科院理化本领酌量所、国度工程塑料酌量核心与宁德将来发动的“新资料联络尝试室”,聚焦聚乙烯船艇前沿本领,正在新工艺、资料、轻量化部件等方面均有成就。除3D打印10米船艇表,还呈现了15-20米改性原资料、船用部件轻量化镁合金精巧造备本领等成就。
2024年6月,西门子能源公司发表已利用电弧增材修造本领(DED-Arc)告终涡轮叶片的批量临蓐。据公然讯息,西门子能源正在2023年已利用该本领临蓐了第1000个叶片。
自2018年供应链危险后,西门子能源开启本领转型之道,物色自给自足的修造之道。当前,采用德国GEFERTEC基于电弧增材修造本领(DED-Arc)的金属3D打印机,可直接临蓐近净成形工件,后续加工量较少,明显减削资料本钱,普及临蓐作用,从而告终自立临蓐,脱节对古代供应链的依赖。
2024年5月25日,我国东方电机自立研发的寰宇首台500兆瓦冲锋式水轮机模子正在中国水利水电科学酌量院水力呆滞尝试室率先通过验收,标记着东方电机率先达成寰宇首台500兆瓦冲锋式水轮机模子开采,高水头大容量冲锋式水电机组研造赢得又一里程碑成就。
曾经告终工程使用的国产化首台150兆瓦级大型冲锋式转轮,和此次通过验收的寰宇首台500兆瓦冲锋式水轮机模子,是激光+电弧增材修造本领可知足高难度水力能源使用的有力说明。该水轮机使用电站拥有高水头、大容量、高海拔等特质,共装设2台(套)单机容量500兆瓦的冲锋式水电机组,东方电机担任个中1台(套)机组的研造、供货。
2024年9月5日,美国能源部橡树岭国度尝试室(ORNL)一项名为“速捷转轮体系通用近净成型修造政策速捷酌量”的项目取得美国能源部1500万美元(约合群多币1.07亿元)的资帮。该项目旨正在开采一套体系,临蓐水电大坝利用的大型转轮。该项目将利用增材修造本领纠合机械人焊机逐层浸积金属以造成流道,全盘用具均由美国国内临蓐。
项目策划修造三台弗朗西斯型转轮,个中第一台为测试原型,第二台直径约5英尺(约1.5米),正正在修造中,策划安设正在田纳西流域大型水力发电举措奥科伊水坝上。第三台策划修造达成后,安设正在田纳西河谷处置局(TVA)的威尔逊大坝上,该大坝共有21台发电机组,发电量为653兆瓦。
2024年8月16日,兰博基尼正在2024年蒙特雷汽车周上,以一款前所未见的超等跑车——Temerario,再次振动汽车界,从新界说功能和驾驶有趣。这款超等跑车装置了优秀的920 CV双涡轮增压V8混杂动力体系,其精采功能令人叹为观止。更值得一提的是,通过操纵3D打印本领,该车改变了带头机的气缸盖计划,使得内部冷却体系的构造加倍精巧,确保了带头机正在非常条目下的高效运转。Temerario不光是兰博基尼高功能电动汽车(HPEV)系列的第二款车型,也标记着品牌混杂动力战术的统统成熟。
2024年5月23日发表,宝马集团发表其位于Oberschleißheim的“增材修造园区”正在2023年3D打印零件数目逾越300000件。另表,从斯巴达堡和德国工场到亚洲工场,组成环球临蓐收集的全盘工场每年3D打印临蓐零件逾越100000件。自1991年今后,宝马集团采用3D打印本领临蓐观念车、原型车、赛车和量产车型的零部件,目前已历经30多年。
钢铝合金纠当令易崭露脆性金属间化合物,进而影响其强度,给修造带来挑拨。2024年12月27日,日本东北大学(Tohoku University)操纵激光粉末床熔融(PBF-LB)本领,告成研发了环球首个全尺寸3D打印多资料吊挂塔原型。通过晋升激光扫描速率,团队告终了非平均凝聚,从而有用低落了脆性金属间化合物的天生,巩固了钢铝合金界面的纠合强度。
该酌量成就已于2024年11月19日公布于Additive Manufacturing杂志。团队策划将此本领使用于其他金属组合,以治理好像的纠合题目,拓展使用界限。
2024年9月19日,比利时增材修造商Amnovis发表,自2021年投产今后,公司通过采用打破性的无热解决3D打印工艺顺手交付了5万件增材修造钛植入物,使用于涵盖脊柱、骨科及颅颌面等医疗界限。该立异本领通过为客户解锁史无前例的临蓐速度、本钱效益与产物的上市周期,使其取得明显收益。
Amnovis开采的专有商用纯钛(CP Ti)工艺,纠合CP Ti 1级资料的高纯度与高延展性,以及超卓的抗拉强度,已被环球多家客户广博使用于骨科与脊柱植入物中。Amnovis不光供给奇异的增材修造工艺,还涵盖古代钛合金效劳,搜罗Ti-6Al-4V 23级资料和热等静压解决,旨正在为OEM客户供给多样遴选,知足本性化需求。
2024年12月21日,医疗本领公司Axial3D发表正在新一轮的融资中告成筹集到1820万美元(约合1.32亿群多币)的资金。Axial3D旨正在通过简化将DICOM(数字成像和通讯医学)文献转换为3D打印模子的流程,从而普及医疗行业的作用。使用人为智能和立异的软件治理计划,它们为医疗专业职员供给了一种方便、直观的方式来获取3D打印模子,从而正在手术计议和患者特定的医疗兴办修造中节约了珍奇的时辰。
2024年各界限正在3D打印本领方面赢得繁多成就。船舶界限的使用拓展和本领打破呈现了3D打印正在船舶修造上的强壮潜力;能源界限的国际企业和酌量机构踊跃物色3D打印正在涡轮机、水轮机修造方面的使用;汽车界限差异品牌正在3D打印汽车零部件上各有立异;医疗界限3D打印正在植入物修造和医疗模子转换方面一直开展。这些成就证明3D打印本领正正在广博而深化地更正各行业的修造形式、普及临蓐作用并促使本领立异。
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