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3D打印前景无限?来听一听粉体厂商的看法!

无数的报道中,3D打印都被描绘成是“可改变世界”的科技成果。但由于认知的隔阂,或是因为行业间交流的不足,许多业外人士对于它是否能够成为未来工业制造的主力军,是持怀疑态度的,比方说针对3D打印件的强度是否能够媲美传统工艺,就是最常见的疑惑之一。
9月20号小编抱着学习的心态去参观了“2019中国(西安)国际3D打印博览会暨高峰论坛”,并在会场中结识了来自江苏威拉里新材料科技有限公司的许荣玉。针对外界对3D打印的一些看法,许经理认为其中存在着很多误解,那3D打印制造业的真实现状,到底是怎样的呢?
“3D打印还能持续发展几百年”

复杂结构件.jpg

首先有一点是毋庸置疑的,那就是3D打印正处于一个高速发展的阶段。虽然部分媒体在宣传3D打印上有点过头,导致部分潜在市场对它的认同感不强,但不可否认3D打印的确在某种程度上与传统制造形成了互补的关系,丰富了加工手段。
许经理举个例子,比如说新产品它们在推出前都需要通过反复的设计来确定最终的方案。但通过传统工艺的话,需要先开模,再试验产品是否满足要求,如果效果不理想需要迭代,就必须得重复以上过程N次,非常花费时间。
但采用3D打印的话,产品从设计到成品的时间更短,能够迅速得到效果反馈。换句话说,可以缩短整个漫长的设计周期。而且更重要的是,传统工艺很难完全避免偏差的出现,因此这也使得3D打印在3C产品、汽车、航空航天、鞋类等应用上具备极大的优势。
许经理引用了他在研讨会上听到的一句话来表示他对3D打印制造业的期待——“3D打印不仅非常有应用前景,而且是可持续发展好几百年的技术。”3D打印不仅能够实现传统手段无法达到的效果,而且可持续性也不必担心,因为每当一个应用点被开发出来,就足以支持几家3D打印相关企业的生存了。
“不必担心3D打印件的强度问题”
当问及业外人士对3D打印件最担心的强度问题时,许经理认为这中间可能存在一些误解。首先目前3D打印件的强度,其实是可以通过材料品质、打印工艺以及后处理技术让他们达到和传统锻件一样的性能的。
其次,3D打印最具优势的地方,实则是减重——通过拓扑优化,可设计出不损失力学性能,但重量减轻多达70%的3D打印件。这样的减重对航空航天有非常重大的意义,减下来的额重量可以节约更多能源并负载更多物资。
另外,3D打印在打印复杂结构件时也有很明显的优势。突破传统加工工艺在设计上的缺陷,按传统加工方式,这些复杂的结构件可能都需要一个个单独零散的零件拼接组合而成甚至无法实现,但通过3D打印的话,设计意图快速变为现实,使设计在高性能、轻量化、高效率方面更加自由。
粉体厂商在3D打印浪潮中有什么机遇和挑战?
许经理所在的江苏威拉里新材料科技有限公司是一家从事高质量金属粉体的研发、生产、销售的国家级高新技术企业,对于粉体厂商在3D打印这股浪潮中的机遇和挑战很有自己的一番体会。他认为,粉体厂商想在3D打印界发展壮大,有两点是至关重要的,一是技术;二是管理。
由于针对不同的粉末产品市场,威拉里建设了五条生产线,第六条生产线正在建设,年底投产。生产工艺包含了真空感应熔炼气雾化生产线(VIGA),和无坩埚感应熔炼气雾化(EIGA)两种。前者用于生产不锈钢、模具钢、镍合金和铝合金等金属粉体的生产;后者适用于钛合金、难熔合金等金属粉体。
威拉里在产品的开发上有着自己的一套原则,那就是要从应用端出发,以客户的需求为前提。工业级应用除了材料品质外,对产品的稳定性要求的第一要素,“不一定会要求做到最好,而是要求必须要稳定”——因为工业生产要求的是品质和效率的双重,模具的反应时间很短,所以误差必须要在一个非常小的范围内。
考虑到客户的这种需求,为了尽量缩小产品的误差区间,提高稳定性,威拉里依托集团公司把全年的原材料都用了一个批次来采购,做到同一批次至少在10吨以上,粉末生产过程的控制以及后期的粉末管理,批次与批次间也有一个非常好的稳定性,因此很好地达到了客户的要求,迅速占领了市场。
另外可以体现威拉里的管理方针的,就是他们的产品种类,大部分都是基于客户的需求,对原有产品不断进行改良而诞生的,而不是盲目地将产品面扩大。“现在我们除了工艺开发外,在材料体系上也做了大量工作,除了在高温合金上会推出新的系列,铝合金方面除了松装密度更高的品种外,也还会有其他新的材料体系出来。”许经理总结道。为了做到这一点,威拉里每年都会投入不低于营业收入的25%作为研发经费,仅40多个人的公司团队里,研发人员就占了三分之一以上。

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