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Fabricación aditiva: Metal contra compuestos

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Atendí a una sesión 2014 de la educación de CAMX sobre la fabricación aditiva () el pasado mes de octubre, y aunque ofreció sobre todo tecnologías de los metales, los compuestos incorporaron la discusión

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Era algo no tanto alrededor educada est con los plásticos y los compuestos, pero con los metales. ¿Sabía que Airbus (Toulouse, Francia) calificaba lo que llama la fabricación aditiva de la capa (ALM) y que la aviación de GE (Cincinnati, OH, los E.E.U.U.) era surtidores de gasolina del motor de jet de la impresión, pero que? s sobre él. ¿Tenía la impresión que los metales de la eran materiales del über, asumiendo el control rápidamente acorcheto en armaduras de avión comerciales? ¿un mercado donde los compuestos han hecho grandes incursiones contra los metales tradicionales? y oportunidades futuras posiblemente que erosionan para los compuestos en espacio aéreo y otras industrias. ¿Qué aprendí era que la metals, apenas como compuestos, tengo usos donde caben y muchos donde ponen? ¿t y, aunque ellos? VE estada en el desarrollo serio desde los años 90, todavía hace frente a ediciones significativas con respecto al coste de materias primas, de estándares (mejores prácticas incluyendo), de la certificación y de la calificación.

Est en espacio aéreo

¿Según un artículo del noviembre de 2014 de Kathryn Creedy, Airbus ha sido piezas de metal de la impresión 3D por tres años, el vuelo una hebilla del cinturón de seguridad en un aire Transat A300 desde febrero y un soporte titanium en un A350WXB? ¿reemplazo de aluminio e integración de 10 diversas porciones para una reducción de costes del 30%? desde junio. ¿Airbus? La chorreadora de Peter dice que la compañía está apuntando imprimir que parte en serie antes de 2016 y las espera imprimir 30 toneladas de piezas de metal por mes antes de 2018, estado dirigidas puramente a substituir componentes molidos actuales.

¿GE? el surtidor de gasolina de s para el motor del SALTO es la primera pieza de la a volar en la sección caliente de un motor de jet. Reduce cuenta de la parte a partir del 18 a 1, y también el número de suelda y las autógenas, peso de las gotas por el 25%, coste por el 30% y aumenta según se informa durabilidad en un factor de 5. El inyector ha sido en vuelo pruebas desde otoño pasado, y con 19 por el motor del SALTO, las estimaciones de GE que construirá sobre 100.000 piezas de la para los motores del SALTO y de GE9X.

¿Penetración avanzada de la fabricación? la revisión de s de la cumbre aditiva/aeroespacial 2014 (3-6 de noviembre, Los Ángeles, CA, los E.E.U.U.) da una descripción sucinta de los jugadores, tendencias y ediciones, con estes último un eco de lo que aprendí en CAMX.

Promesas contra realidad

Las estructuras del metal de la se citan algunas veces como no produciendo ninguna basura. Comparado a la fabricación que se tiene que sustraer, la reducción inútil debe ser dramática, pero al parecer no para cada solo uso. ¿Las maderas de Steven, el gestor de proyecto mayor en la energía de GE y el agua dieron un ejemplo de usar 40 libras de polvo para hacer una pieza de 10 libras y después explicaron el desafío de cómo reclamar esa 30 libras y certificar que es bueno reutilizar? Él observó que GE asignará que por mandato la edición esté solucionada, porque en $50/lb para algunos de estos materiales, que la pérdida no puede ser tolerada. ¿Las maderas conocidas allí son no? ¿lazo cerrado? La metals proceso todavía.

Esto también destaca la aplicación estándares. ¿Cómo una compañía recertify polvos de la? ¿Cuál son las mejores prácticas para la cubierta las máquinas y mantenerlos limpios? ¿Cuáles son las mejores prácticas para la producción? ¿Qué usted hace si hay una interferencia de la energía? ¿Usted apenas lanza lejos la pieza? GE ha mirado una gama entera de soluciones para asegurar energía de reserva durante la producción, pero hay muchas soluciones posibles. GE está desarrollando sus propios estándares para la certificación, por ejemplo, porque no tienen ninguna opción. ¿La industria simplemente isn? t allí todavía.

Las piezas de metal de la también se importunan como abastecimiento de una manera de producir partes muy complejas en menos tiempo. Una vez más mientras que ésa es definitivamente verdad para un número de piezas, las maderas indicaron que la producción del surtidor de gasolina del SALTO todavía requiere 22 pasos. La parte de esto es debido a la naturaleza porosa de la pieza de metal impresa, requiriendo operaciones subsecuentes de la calefacción, del producto químico y de la capa, mientras que es la parte porque la es menos exacta que trabajando a máquina, para requerir pasos adicionales del acabamiento.

Hay también una cantidad enorme de tecnología del control de proceso y de la inspección que siga habiendo ser desarrollado. Una revisión del metal observó que la microestructura y la anisotropía de la característica mecánica son ubicuas con la z-dirección que es las más débiles en general. ¿Prabhjot Singh, encargado de GE? laboratorio aditivo de la fabricación de s observado en 2011: ¿? La parte [Una] se hace fuera de millares de capas, y cada capa es un modo de fallo potencial. Todavía no entendemos porqué una pieza sale levemente diferentemente en una máquina que hace en otra, o aún en la misma máquina en un diverso día. “

Según se informa, GE ha pasado durante 15 años que construían bases de datos del conocimiento de proceso, caracterizando parámetros y sensibilidades, y calificando cada máquina. Pero tiene sentido que su primera pieza del motor de la en la producción es un uso donde no estarían catastróficas algunas fuera de los 19 que fallan realmente.

El surtidor de gasolina del SALTO también demuestra donde la est tiene la mayoría del sentido: el bajo volumen, las piezas complejas que son duras de producir por medios convencionales y donde la impresión 3D elimina los útiles costosos. ¿Bien, el SALTO no es exactamente un programa, por lo tanto GE del bajo volumen? s divulgó la inversión $50 millones en su facilidad castaña, de Alabama, incluyendo 300 personales y las impresoras de una inicial 10 que podrían potencialmente venir 50.

Además de las ediciones discutidas arriba, una lista de objetivos a corto plazo del desarrollo para la incluye: ¿? ¿primera parte correcta? , integración del multi-material, robustez de proceso incorporada al equipo, final de la superficie y velocidad.

Compuestos

Los compuestos incorporaron la discusión vía el Dr. Michael Ohadi, profesor de la ingeniería industrial en la Universidad de Maryland (parque de la universidad, MD, los E.E.U.U.), que lleva a cabo patentes numerosas y está internacionalmente - reconocido para su investigación en calor y sistemas totales del transferencia y elegantes de energía. Él ve la permitiendo radicalmente nuevo calor/diseños totales del cambiador usando los polímeros, los metales y los compuestos que tienen el potencial para doblar el coeficiente del funcionamiento (POLI), y reducir así drástico, o aún eliminar, consumición de agua de enfriamiento. Él explica que los compuestos ofrecen el potencial ilimitado adentro porque usted puede esencialmente crear el material exacto que usted necesita. Al diseñar a cambiadores de calor con las aletas dos veces el grueso del pelo humano (alcanzar aumentos enormes en la superficie) la capacidad de diseñar los materiales en una escala micro- y nana siente bien al revolucionario y la baja en línea como el proceso de fabricación de permisión.

Los compuestos adentro están creciendo definitivamente, en el número de compañías implicadas, de los gracias posibles de las características materiales a los filamentos continuos y en el tamaño de las piezas posibles. Este último fue demostrado en la demostración de 2014 IMTS (el 8-13 de septiembre, Chicago, IL, los E.E.U.U.) con la impresión del coche plástico reforzado fibra del carbón de los estratos usando la fabricación aditiva del área grande (BAAM) por los motores locales (cerero, AZ, los E.E.U.U.), el laboratorio nacional de la Oak Ridge (ORNL, Knoxville, TN, los E.E.U.U.) y Cincinnati incorporada (Harrison, OH, los E.E.U.U.). ¿(Reloj para el CW? exposé de s en el proyecto y su tecnología de desarrollo en marzo de 2015). Abajo está una tabla que enumera algunas de los jugadores y de las tecnologías hasta la fecha.

Tengo mucho mejor una comprensión ahora de donde los metales de la est se colocan y de donde se dirigen. Son materiales del über, y representan una tecnología competitiva. Pero son también una tecnología naciente todavía que requiere mucho desarrollo, y apuntado actualmente en ángulo recto al bajo volumen, a las piezas extremadamente complejas y a ésas hechos tradicionalmente de los metales trabajados a máquina. La también ofrece el potencial significativo para los compuestos, no obstante quizás usando menos fibra y formatos más cortos de la fibra. Recline confiado, el CW continuará mirando las tendencias y compartiendo lo que encontramos con nuestros lectores.

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