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欧盟地平线 2020强势支持复合金属材料3D打印

时间:2020-07-23 16:36 来源:3D科学谷 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

       经历了 2008 年金融危机之后,共投入770亿欧元的欧盟地平线 2020计划于 2014 年正式启动实施,主要包括三大战略优先领域和四大资助计划。地平线 2020计划的提出标志着欧盟在研究创新计划上进入了新纪元。如今,来自八个欧洲国家的21个工业和研究合作伙伴聚集在一起,进行“地平线 2020”支持下的MULTI-FUN项目,该项目为期三年,旨在推进多材料金属增材制造的发展。

block  多材料实现多功能

       欧盟的Horizon 2020创新计划资助了MULTI-FUN项目,包括两个部分:第一部分将涉及改善金属增材制造系统的性能和效率,第二部分将致力于在不牺牲大型零件的情况下实现复杂3D模型的多材料制造。

多功能与多材料的3D打印

      这项工作的核心将是完成与多功能和多材料3D打印相关的四个科学技术目标。这并非针对任何一种增材制造技术,因为该项目旨在促进整个行业的发展。根据3D科学谷的了解,一些合作伙伴针对粉末床选区熔化金属3D打印PBF技术,而一些合作伙伴针对电弧增材制造WAAM技术进行研究,另外一些合作伙伴致力于开发专门用于多材料3D打印的新颖材料。

Part_MULTI-FUN_1

通过金属3D多材料零件并嵌入复杂电子设备

      最终,该MULTI-FUN项目成员希望能够3D打印许多以前不可能制造的产品,中国3D打印网了解到包括具有高导热性的多材料热交换器与散热器,带有嵌入式电子设备的复杂金属零件。

- 第一个目标是开发五种专门用于增材制造的新材料,其中三种将使用纳米技术。这些材料将具有许多令人印象深刻的热传导、电传导和耐磨性能,从而能够创造出新的多功能产品。

- 第二个目标是开发一个全新的系统,其中包含硬件和软件,以将多种增材制造技术集成为一个。3D科学谷了解到这样可以使用不同的制造技术来3D打印五种新材料。总体而言,合作伙伴希望最终能获得至少十种新型3D打印的多材料组合,这些组合采用不同的金属增材制造技术进行协调工作。

Part_MULTI-FUN_2七个物理演示器

- 第三个目标将是新开发的多材料3D打印系统的七个物理演示器的3D打印和评估。这些演示器将用于三个用例(结构零件、模具和测试设备),并将覆盖四个市场(汽车、航空、航天和其他制造业)。

- 第四个也是最后一个目标是比较材料、硬件和演示器设计,以评估和改善项目对环境和经济的影响。因此,合作伙伴期望为多材料金属3D打印开发一套新的标准,并支持监管机构采纳新技术。

block 3D科学谷Review

欧盟地平线2020计划在增材制造方面支持过多个项目,其中有个项目名为”欧洲SMILE创新发射器“(也就是SMILE项目), 旨在设计一种小型卫星运载火箭,将小型卫星(最多达150千克)送入与太阳同步的轨道。

SMILE创新发射器

     位于德国斯图加特的德国航天中心结构与设计研究所是14个参与项目的组织之一,并负责开发SMILE项目。该研究所对液体推进系统的关注是基于系统翻新和再利用的潜力,由此为小型卫星发射器提供更具成本效益的解决方案。

    鉴于液氧/煤油发动机喷射头部件的高度复杂性,德国航天中心DLR与3D Systems客户创新中心CIC合作,设计了一个3D打印喷射器,以此来实现新性能。GF与3D Systems于2018年8月宣布了战略合作伙伴关系,通过把3D Systems在增材制造方面的创新经验和专业技术与GF加工方案在精密加工领域的领先地位相结合,使制造商能够更有效地生产精密公差范围内的复杂金属零部件,并降低运营总成本。

      德国航天中心利用增材制造的关键优势,包括采用结构一体化设计来减少零件数量以及利用集成关键功能,如冷却流道,以此来更好的整体推进系统的性能。通过使用金属3D打印,航空航天中心能够彻底改变同轴喷射器的设计方法,无需多个组件,显著降低生产时间和成本。零件数量从30减少到1有助于最终减重10%,并消除了紧固处已知的故障点,有利于减少相关的质量管控措施,提升了系统性能。

Part_MULTI-FUN_3通过金属3D打印的喷油器将30个零散部件整合为1个整体式部件,并减重10%

Part_MULTI-FUN_43D打印实现复杂的喷油器内部结构

英国ATI地平线计划

    除了欧盟地平线2020计划,英国还推出了ATI地平线增材制造计划,投资1.54亿英镑用于探索新技术,例如利用3D打印技术制作飞机零件,制造出更轻巧、环保的飞机。英国地平线增材制造项目希望通过建立3D打印飞行零部件的可行方法,利用3D打印技术所实现的高度几何复杂性和多种材料的能力,为下一代飞机制造先进的零部件,从而使英国处在航空航天设计和制造的前沿。

      2017年,英国地平线增材制造项目完成了两个案例研究工作。第一个研究工作围绕着下一代冰探测系统进行研究,因为该联盟也与其他主要实体合作,包括GKN雷尼绍等。他们通过激光粉末床熔化技术来进行新型飞机光学冰探测器(OID)和下一代防冰加热垫零件的开发工作。

      英国地平线增材制造项目研究人员还探索了机翼铰链支架上的仿真驱动设计方法。通过仿真驱动设计,研究人员设计出重量减轻50%的复杂零件。不仅如此,这些零件可以通过3D打印来生产。铰链支架的设计带来了一系列的改变,包括买飞比从3.5降低到了2甚至是1.5,重量降低了53%,减少零件数量,缩短设计时间。

(责任编辑:中国3D打印网)

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