彻底改变复杂金属零件制造工艺的LAMP 3D打印机
上周,总部位于亚特兰大的3D打印制造商的DDM Systems系统宣布,其最新的LAMP 3D打印机将在2015年第二季度上市。
LAMP 3D打印机,其名称来源于大面积无掩模光聚合(Large Area Maskless Photopolymerization)的缩写,配置了可调整的构建空间。这意味着该打印机在可以打印批量的小原型(10×10×12英寸)的同时,也可以生产最大24x24x24英寸的大型部件。
系统将包括材料准备、处理和后处理子系统,并配有专门的软件可以进行数据准备和设计规则校验。打印机也提供了“生产高品质的工业零部件的陶瓷材料配方的优化初始设置。”
Suman Das博士展示使用LAMP技术的数字设计生产的陶瓷模具。他的右手拿的是采用陶瓷模具铸造的单晶高温合金涡轮叶片,而他的左手就是3D打印的模具。
这种新技术可能会改变复杂,昂贵的金属零件的设计和产业工艺。就像该公司说明的,这种新的3D打印机使用光聚合打印技术,就像DDM Systems他们自己说的,将取代“失蜡”——这种使用了几千年的熔模铸造方法。
在传统的熔模铸造过程中,熔化的金属倒入一个陶瓷腔来铸型形成部件。而陶瓷模具是通过部件的蜡复制品被融掉而形成的,采用陶瓷浆料包裹蜡质母模,然后干燥浆料,并使其硬化而形成模具。而中间的蜡模被融化而形成模腔,这样可以倒入液态金属,固化产生铸件。
今天,大多数精密的金属铸件的设计采用计算机来完成,使用CAD软件。但下一步 – 创建陶瓷模具 – 当今的工艺需要六个需要昂贵的精密加工工具和几百个加工工序。
相比之下,DDM Systems的高分辨率LAMP工艺,通过把设计的位图用投射紫外光照射在敏树脂和陶瓷颗粒的混合物上,然后选择性地固化混合物,这样层层堆积成为模具。
该技术在一层上沉积一个100微米厚的新层,这样一直重复直到完成整个结构。在模具形成之后,通过黏合剂烧尽的方法来去除固化的树脂,在烧结炉中剩余的是陶瓷材料。其结果是形成一个完全的陶瓷模具,可以用来浇铸熔融金属 – 如镍基高温合金或钛基合金 ,用于高度精确的铸造。
通过大面积无掩模光聚合(LAMP)技术制造的模具和铸造的翼型部件。图文:加里·米克
在传统的失蜡铸造工艺中,老的试错(Trial-and-error)改进过程往往需要好几个月的时间,而LAMP工艺把CAD设计到一个实际的合格的产品的周期缩短到大约一个星期。同行,它还能让你创建采用其他技术无法实现的产品,并不需要额外的技术。
此外,在2015年,LAMP3D打印机还具备一种“前所未有的能力”,可以高速地生产出高品质的零件,并且可以一次生产批量的小产品或者一个大的产品。该公司表示,他们非常有信心地向用户承诺,他们将永远不会在分辨率、尺寸和生产速度之间找平衡了。根据他们自己的测试,相对于其他3D打印机,LAMP 3D具有非常高的效率。他们声称将减少90%的材料损耗,同时降低65%的制造成本。
DDM公司成立于2012年,由Suman Das和John Halloran创建,联合首席研究员来自美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助的始于2007年的颠覆性制造技术(DMT)项目,这种合作发明并优化LAMP技术。
DDM的CEO Das博士说,LAMP带来的直接数字制造技术能够让设计人员创建、实现喷气发动机和其他系统中日益复杂的部件。
达斯也指出,新的工艺不仅可以产生可测试的原型,也可以在实际的生产过程中使用。它能够更快速地生产复杂的金属部件,不论成产批量的多寡,其成本都很低。这一切让LAMP 3D打印机成为非常有趣的和令人印象深刻的技术。
“当你可以在短期内产生任何数量的产品而无需复杂的工具的时候,”他说,“你已经跨过了快速原型阶段,实现了真实的快速制造。”
更多关于该3D打印机消息,请查看:http://vimeo.com/105584259
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