PERFECT-3D可能不像是一个缩略语,但它其实是代表“面向延寿和一致模具可重复性的工艺”——复兴服务公司的3D打印部门。PERFECT-3D工艺用于复杂组件的陶瓷3D打印,是该公司与美国国防部、巴菲特旗下航空发动机熔模铸造企业精密铸件公司(PCC)、巴斯夫化学和航空发动机制造商普惠公司合作开发的。
复兴服务公司CEO丹·索科尔表示:“尽管陶瓷3D打印还处于萌芽期,但它有潜力将用于复杂精密铸件的模具成本降低70%,并且与常规工艺相比,可将型芯和模具的生产准备时间减少80%。我们陶瓷模具的3D打印,以生产熔模铸造中的陶瓷型芯、模具和滤芯。PERFECT-3D利用3D打印的最新进展,为高温镍基合金以及钢和铝铸件直接3D打印陶瓷模具和滤芯。这项能力让铸造厂跳过铸件制造的许多前端步骤,特别是创建型芯和蜡模模具的生产准备时间和成本。”陶瓷模具可以在一周或更短时间内3D打印出来用于熔模铸造,而常规铸造工艺会占用6-12个月,花费50万美元。
LProMaker3D打印机床
PERFECT-3D采用特殊的二氧化硅、锆石和氧化铝陶瓷组成物,并与光敏树脂组合,为最新的3D打印技术而优化,可以创建大型和小型陶瓷组件,尺寸从25.4mm到mm,精细的特征可以细到0.51mm。典型应用包括叶片内提升燃油效率的冷却通道芯模;在熔化金属倒入模具中时控制流速并防止杂质的滤芯;为必须采用逆向工程才能替换的陈旧零件制作的3D打印模具。“我们能够不需要硬模来生产型芯,因为利用CAD模型做的模可有效充当模具,制造诸如冷却通道的复杂外形,并且具备可重复性。我们能够开发复杂零件的快速原型并进行多次迭代,而仅需要传统工艺的一小部分时间和成本。”
PERFECT-3D新生产设施
PERFECT-3D在年春天搬到了可控环境的新生产设施,设施有能力处理3D打印的定制陶瓷模具和零件。PERFECT-3D与巴斯夫合作,为待铸金属应用其光敏树脂和陶瓷浆体。PERFECT-3D设施由多台Prodways公司LProMaker3D打印机床,建造包线××-mm;两台高温烧结熔炉;一个评价生坯和烧制陶瓷组件的测试实验室;完整的3D质量检测。公司与劳伦斯·利弗摩尔国家实验室合作研究帮助开发更可预测的陶瓷3D打印工艺;与PCC合作提供快速陶瓷模具;与普惠公司合作提供3D打印陶瓷模具和型芯。
连接工业物联网的远程遥测设备
由于陶瓷3D打印还是新型技术,PERFECT-3D识别并控制工艺波动。它使用Discus软件公司的软件,软件提供一个工程系统,从客户的技术数据包(TDP)开始,提供一个连续的数字线来管理零件寿命周期的需求和结果。公司工程总监兰迪·哈里斯表示:“我们使用西门子NXCAD软件来设计模具,Materialise软件来切分和布局3D打印平台。为真正掌握和控制我们的工艺,我们使用Discus来创建‘智能TDP’,捕获客户需求并创建数字化作业指导书,用于操作员的可重复操作。此外,我们在设施中拥有远程遥测单元,跟踪诸如温度、湿度和大气微粒这样的环境条件。使用Discus软件系统和我们的工业物联网网络,我们能够使用平板和智能手机来监测每个序列件的工艺波动。”
(航空工业发展研究中心刘亚威)
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