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金属增材制造及其优点,以及金属3D打印应用。

金属增材制造及其优点,以及金属3D打印应用。

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  • 发布时间:2022-11-29 15:36
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【概要描述】什么是金属增材制造? 最初被视为概念建模和快速原型制作的过程,金属添加制造(或金属3D打印)在过去五年左右的时间里经历了一段显著扩张的时期。 从原型制作和加工到医疗、牙科、航空航天、汽车、建筑、家具和珠宝等工业领域的最终零件制造,它现在已经应用于我们生活的许多领域,越来越多的创新应用正在开发中。 金属增材制造被认为是颠覆性技术之一,因为它彻底改变了我们的设计和制造方式。从小批量生产的消费品到大规模生产——从艺术家和设计师到个人、中小企业和大公司,每个人都在使用金属增材制造来生产各种产品——金属增材制造将继续存在。 金属增材制造是用来做什么的? 金属添加制造被广泛应用。例如,在产品开发阶段的模型和原型生产中,或者在医疗、消费品、消费电子、汽车和航空工业中用于试验系列生产以及大规模生产的最终零件中。 不仅如此,对于铸造或注射成型来说,批量生产的工具成本可能太高。零件的几何形状也可能过于复杂,使它们无法用传统工艺制造,如模制、铣削、磨削、铸造、数控加工等。 金属3D打印的诞生 当立体平版印刷术(SLA)-当时是一种新的塑料制造工艺-在20世纪80年代商业化时,它成为了添加制造中的第一个专利。有了SLA,制造商能够更快地生产3D模型和零件。怎么会?用激光固化对紫外线敏感的液态聚合物——这是增材制造过程中的新技术前沿,为制造商、工程师和设计师创造了前所未有的新机会,让他们能够更高效地制造原型、最终零件和产品。 新的基于聚合物的3D打印技术在20世纪90年代初开始商业化,此后不久,金属添加制造获得了专利,并像其他添加制造工艺一样免费提供。和其他技术一样,这是一种能够更快、更有效地制造金属原型、产品和工具的技术。 激光粉末床熔融(LPBF)是第一个为早期金属3D打印机提供动力的工艺,通过烧结特定的金属粉末来生产金属零件。然而,这些金属粉末材料的机械性能和特性通常更类似于复合材料,而不是金属合金,这是因为低熔点金属材料与高电阻金属如不锈钢相结合。 引入更多金属3D打印工艺 在引入激光粉末床熔融(最初是直接金属激光烧结(DMLS)技术)后不久,几家公司开始推出新的工艺和系统——例如选择性激光熔化(SLM)、激光工程净成形(LENS)和受控金属堆积(CMB)技术——以分一杯羹。 在21世纪初,一种被称为直接金属沉积(DMD)的新工艺被引入,最初也被称为直接能量沉积(DED)或激光熔覆。直接金属沉积最初用于添加一定量的金属来修复损坏的零件。然而,随着3D打印扩展到最终使用的3D打印部件的生产,DMD(现在经常与激光金属沉积或LMD互换使用)也可以创建整个部件或物体。 金属3D打印:突飞猛进 然而,快进到2018年,我们已经取得了长足的进步。这见证了惠普的金属喷射技术,这是一种突破性的新流程,利用并扩展了惠普与惠普多喷射融合(MJF)合作开发的工作流程和技术,通过新的功能代理、流程和打印硬件将塑料3D打印到金属添加制造中。 20世纪后期,制造业经历了一场彻底的变革。这要归功于商用增材制造的引入——这一过程继续席卷整个行业。金属添加制造及其各种用途正在引领生产制造。 在采用开放式材料平台和更快印刷速度的金属添加制造机器的推动下,金属添加制造市场继续显示出巨大的增长潜力。 随着更高效、更创新的金属增材制造技术和工艺的进步和出现,了解应用的全部潜力和多样性以及如何应用这些新优势来解决业务挑战、创造新的业务模式和永远改变制造业面貌非常重要。 金属增材制造(MAM)——有什么优势? 金属增材制造(MAM)提供的好处不仅仅是增强零件的外部几何形状及其强度和功能。它还具有独特的能力,允许设计师和制造商将新功能直接集成到零件中,这尤其为技术零件开辟了新的性能能力,例如在模具生产中:集成保形温度控制,或直接在模具表面下运行的真空通道。3D打印金属部件通常具有令人印象深刻的物理属性,可用的材料范围包括难以加工的金属,如超级合金。 金属增材制造如何缩短交付周期? 当然,金属3D打印的其他优势包括产品生命周期的加速,以及从设计阶段到最终零件生产的更快过渡。怎么会?通常,除了需要移除可能在3D打印过程中使用的支撑结构之外,不需要在3D打印后处理零件的额外步骤。事实上,对于一些金属添加制造工艺,如惠普金属喷射技术,3D打印过程中不需要支撑结构,进一步简化了流程。   任何特定的形状或几何要求(例如,孔、螺纹、纹理或连接元素)都可以“设计到”零件中,并直接进行3D打印,因此在生产后不需要使用CNC机器进行铣削或特定的形状调整。取消这些步骤后,生产最终零件的总交付时间可以缩短数周。 此外,对于注射成型,生产工具或模具以生产最终部件的步骤可能需要几周甚至几个月的时间,并且可能是昂贵的。然而,通过金属3D打印,这一步骤可以完全消除,从时间和成本角度来看,效率都达到了新的水平。 自由设计,打造轻巧而坚固的3D打印金属零件 通过添加而非减少的制造工艺,材料浪费也得以减少,因为实际上仅使用了逐层形成零件所需的材料。金属3D打印提供了传统制造工艺无法经济高效地实现的设计自由度。这种设计自由度允许更复杂的几何形状具有更有效的、拓扑优化的零件设计,这些零件设计是轻质的,或者在使用更少材料的同时将复杂的组件合并成一个单一零件。通过在高应力区域添加材料并从低应力区域移除材料来优化承载,可以使用拓扑优化软件创建轻而坚固的零件和产品。这些优势有助于制造工艺为航空航天或汽车应用以及多个行业提供许多新的选择和效率。 金属添加制造工艺——如何使用? 鉴于制造业尚未达到大规模生产数百万个相同的简单零件所需的生产力水平,制造业尚未准备好用金属添加制造完全取代注射成型等传统制造方法。然而,随着系统和技术的进步,例如惠普金属喷射技术公司金属3D打印的发展——在不久的将来,我们将开始更多地看到使用金属添加制造来生产更大数量的产品。说到高效的大规模定制——或多个单独零件或物品的大规模生产——我们已经做到了。例如,对于像牙齿修复这样需要高度个性化生产流程的应用,使用金属添加制造技术来经济高效地加快生产时间是可行的。 工业中的金属3D打印 例如,航空航天领域的应用展示了金属增材制造在需求不断增长的行业中所带来的机遇,比如针对性能进行了重新设计和优化(重量更轻、耐用性更强)的燃料喷嘴。 但不止于此。金属3D打印允许设计师和工程师简化现有的制造工作流程,并通过显著增强提供新的生产机会,从而实现价值创造(创新和差异化)和价值捕获(时间和成本的优化和效率)。 各行各业的公司,如大众汽车(汽车)、Cobra Golf(消费品)和Parmatech(制造)都在利用金属添加制造的优势。 比如说-大众转向惠普金属喷射技术寻找加速汽车零部件生产的方法。 大众汽车技术规划和开发负责人Martin Goede博士表示:“通过缩短零件生产的周期时间,我们可以非常快速地实现更大规模的量产。…惠普的新Metal Jet平台是行业的一次巨大飞跃,我们期待着提高为我们的客户提供更多价值和创新的标准。”   源文来源:HP

金属增材制造及其优点,以及金属3D打印应用。

【概要描述】什么是金属增材制造?

最初被视为概念建模和快速原型制作的过程,金属添加制造(或金属3D打印)在过去五年左右的时间里经历了一段显著扩张的时期。

从原型制作和加工到医疗、牙科、航空航天、汽车、建筑、家具和珠宝等工业领域的最终零件制造,它现在已经应用于我们生活的许多领域,越来越多的创新应用正在开发中。

金属增材制造被认为是颠覆性技术之一,因为它彻底改变了我们的设计和制造方式。从小批量生产的消费品到大规模生产——从艺术家和设计师到个人、中小企业和大公司,每个人都在使用金属增材制造来生产各种产品——金属增材制造将继续存在。

金属增材制造是用来做什么的?

金属添加制造被广泛应用。例如,在产品开发阶段的模型和原型生产中,或者在医疗、消费品、消费电子、汽车和航空工业中用于试验系列生产以及大规模生产的最终零件中。

不仅如此,对于铸造或注射成型来说,批量生产的工具成本可能太高。零件的几何形状也可能过于复杂,使它们无法用传统工艺制造,如模制、铣削、磨削、铸造、数控加工等。

金属3D打印的诞生

当立体平版印刷术(SLA)-当时是一种新的塑料制造工艺-在20世纪80年代商业化时,它成为了添加制造中的第一个专利。有了SLA,制造商能够更快地生产3D模型和零件。怎么会?用激光固化对紫外线敏感的液态聚合物——这是增材制造过程中的新技术前沿,为制造商、工程师和设计师创造了前所未有的新机会,让他们能够更高效地制造原型、最终零件和产品。

新的基于聚合物的3D打印技术在20世纪90年代初开始商业化,此后不久,金属添加制造获得了专利,并像其他添加制造工艺一样免费提供。和其他技术一样,这是一种能够更快、更有效地制造金属原型、产品和工具的技术。

激光粉末床熔融(LPBF)是第一个为早期金属3D打印机提供动力的工艺,通过烧结特定的金属粉末来生产金属零件。然而,这些金属粉末材料的机械性能和特性通常更类似于复合材料,而不是金属合金,这是因为低熔点金属材料与高电阻金属如不锈钢相结合。

引入更多金属3D打印工艺

在引入激光粉末床熔融(最初是直接金属激光烧结(DMLS)技术)后不久,几家公司开始推出新的工艺和系统——例如选择性激光熔化(SLM)、激光工程净成形(LENS)和受控金属堆积(CMB)技术——以分一杯羹。

在21世纪初,一种被称为直接金属沉积(DMD)的新工艺被引入,最初也被称为直接能量沉积(DED)或激光熔覆。直接金属沉积最初用于添加一定量的金属来修复损坏的零件。然而,随着3D打印扩展到最终使用的3D打印部件的生产,DMD(现在经常与激光金属沉积或LMD互换使用)也可以创建整个部件或物体。

金属3D打印:突飞猛进

然而,快进到2018年,我们已经取得了长足的进步。这见证了惠普的金属喷射技术,这是一种突破性的新流程,利用并扩展了惠普与惠普多喷射融合(MJF)合作开发的工作流程和技术,通过新的功能代理、流程和打印硬件将塑料3D打印到金属添加制造中。

20世纪后期,制造业经历了一场彻底的变革。这要归功于商用增材制造的引入——这一过程继续席卷整个行业。金属添加制造及其各种用途正在引领生产制造。

在采用开放式材料平台和更快印刷速度的金属添加制造机器的推动下,金属添加制造市场继续显示出巨大的增长潜力。

随着更高效、更创新的金属增材制造技术和工艺的进步和出现,了解应用的全部潜力和多样性以及如何应用这些新优势来解决业务挑战、创造新的业务模式和永远改变制造业面貌非常重要。



金属增材制造(MAM)——有什么优势?

金属增材制造(MAM)提供的好处不仅仅是增强零件的外部几何形状及其强度和功能。它还具有独特的能力,允许设计师和制造商将新功能直接集成到零件中,这尤其为技术零件开辟了新的性能能力,例如在模具生产中:集成保形温度控制,或直接在模具表面下运行的真空通道。3D打印金属部件通常具有令人印象深刻的物理属性,可用的材料范围包括难以加工的金属,如超级合金。

金属增材制造如何缩短交付周期?

当然,金属3D打印的其他优势包括产品生命周期的加速,以及从设计阶段到最终零件生产的更快过渡。怎么会?通常,除了需要移除可能在3D打印过程中使用的支撑结构之外,不需要在3D打印后处理零件的额外步骤。事实上,对于一些金属添加制造工艺,如惠普金属喷射技术,3D打印过程中不需要支撑结构,进一步简化了流程。

 

任何特定的形状或几何要求(例如,孔、螺纹、纹理或连接元素)都可以“设计到”零件中,并直接进行3D打印,因此在生产后不需要使用CNC机器进行铣削或特定的形状调整。取消这些步骤后,生产最终零件的总交付时间可以缩短数周。

此外,对于注射成型,生产工具或模具以生产最终部件的步骤可能需要几周甚至几个月的时间,并且可能是昂贵的。然而,通过金属3D打印,这一步骤可以完全消除,从时间和成本角度来看,效率都达到了新的水平。

自由设计,打造轻巧而坚固的3D打印金属零件

通过添加而非减少的制造工艺,材料浪费也得以减少,因为实际上仅使用了逐层形成零件所需的材料。金属3D打印提供了传统制造工艺无法经济高效地实现的设计自由度。这种设计自由度允许更复杂的几何形状具有更有效的、拓扑优化的零件设计,这些零件设计是轻质的,或者在使用更少材料的同时将复杂的组件合并成一个单一零件。通过在高应力区域添加材料并从低应力区域移除材料来优化承载,可以使用拓扑优化软件创建轻而坚固的零件和产品。这些优势有助于制造工艺为航空航天或汽车应用以及多个行业提供许多新的选择和效率。

金属添加制造工艺——如何使用?

鉴于制造业尚未达到大规模生产数百万个相同的简单零件所需的生产力水平,制造业尚未准备好用金属添加制造完全取代注射成型等传统制造方法。然而,随着系统和技术的进步,例如惠普金属喷射技术公司金属3D打印的发展——在不久的将来,我们将开始更多地看到使用金属添加制造来生产更大数量的产品。说到高效的大规模定制——或多个单独零件或物品的大规模生产——我们已经做到了。例如,对于像牙齿修复这样需要高度个性化生产流程的应用,使用金属添加制造技术来经济高效地加快生产时间是可行的。

工业中的金属3D打印

例如,航空航天领域的应用展示了金属增材制造在需求不断增长的行业中所带来的机遇,比如针对性能进行了重新设计和优化(重量更轻、耐用性更强)的燃料喷嘴。

但不止于此。金属3D打印允许设计师和工程师简化现有的制造工作流程,并通过显著增强提供新的生产机会,从而实现价值创造(创新和差异化)和价值捕获(时间和成本的优化和效率)。

各行各业的公司,如大众汽车(汽车)、Cobra Golf(消费品)和Parmatech(制造)都在利用金属添加制造的优势。

比如说-大众转向惠普金属喷射技术寻找加速汽车零部件生产的方法。

大众汽车技术规划和开发负责人Martin Goede博士表示:“通过缩短零件生产的周期时间,我们可以非常快速地实现更大规模的量产。…惠普的新Metal Jet平台是行业的一次巨大飞跃,我们期待着提高为我们的客户提供更多价值和创新的标准。”

 

源文来源:HP

  • 分类:知识库
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  • 发布时间:2022-11-29 15:36
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什么是金属增材制造?

最初被视为概念建模和快速原型制作的过程,金属添加制造(或金属3D打印)在过去五年左右的时间里经历了一段显著扩张的时期。

从原型制作和加工到医疗、牙科、航空航天、汽车、建筑、家具和珠宝等工业领域的最终零件制造,它现在已经应用于我们生活的许多领域,越来越多的创新应用正在开发中。

金属增材制造被认为是颠覆性技术之一,因为它彻底改变了我们的设计和制造方式。从小批量生产的消费品到大规模生产——从艺术家和设计师到个人、中小企业和大公司,每个人都在使用金属增材制造来生产各种产品——金属增材制造将继续存在。

 

金属增材制造是用来做什么的?

 

金属添加制造被广泛应用。例如,在产品开发阶段的模型和原型生产中,或者在医疗、消费品、消费电子、汽车和航空工业中用于试验系列生产以及大规模生产的最终零件中。

不仅如此,对于铸造或注射成型来说,批量生产的工具成本可能太高。零件的几何形状也可能过于复杂,使它们无法用传统工艺制造,如模制、铣削、磨削、铸造、数控加工等。

 

金属3D打印的诞生

 

当立体平版印刷术(SLA)-当时是一种新的塑料制造工艺-在20世纪80年代商业化时,它成为了添加制造中的第一个专利。有了SLA,制造商能够更快地生产3D模型和零件。怎么会?用激光固化对紫外线敏感的液态聚合物——这是增材制造过程中的新技术前沿,为制造商、工程师和设计师创造了前所未有的新机会,让他们能够更高效地制造原型、最终零件和产品。

新的基于聚合物的3D打印技术在20世纪90年代初开始商业化,此后不久,金属添加制造获得了专利,并像其他添加制造工艺一样免费提供。和其他技术一样,这是一种能够更快、更有效地制造金属原型、产品和工具的技术。

激光粉末床熔融(LPBF)是第一个为早期金属3D打印机提供动力的工艺,通过烧结特定的金属粉末来生产金属零件。然而,这些金属粉末材料的机械性能和特性通常更类似于复合材料,而不是金属合金,这是因为低熔点金属材料与高电阻金属如不锈钢相结合。

 

引入更多金属3D打印工艺

 

在引入激光粉末床熔融(最初是直接金属激光烧结(DMLS)技术)后不久,几家公司开始推出新的工艺和系统——例如选择性激光熔化(SLM)、激光工程净成形(LENS)和受控金属堆积(CMB)技术——以分一杯羹。

在21世纪初,一种被称为直接金属沉积(DMD)的新工艺被引入,最初也被称为直接能量沉积(DED)或激光熔覆。直接金属沉积最初用于添加一定量的金属来修复损坏的零件。然而,随着3D打印扩展到最终使用的3D打印部件的生产,DMD(现在经常与激光金属沉积或LMD互换使用)也可以创建整个部件或物体。

 

金属3D打印:突飞猛进

 

然而,快进到2018年,我们已经取得了长足的进步。这见证了惠普的金属喷射技术,这是一种突破性的新流程,利用并扩展了惠普与惠普多喷射融合(MJF)合作开发的工作流程和技术,通过新的功能代理、流程和打印硬件将塑料3D打印到金属添加制造中。

20世纪后期,制造业经历了一场彻底的变革。这要归功于商用增材制造的引入——这一过程继续席卷整个行业。金属添加制造及其各种用途正在引领生产制造。

在采用开放式材料平台和更快印刷速度的金属添加制造机器的推动下,金属添加制造市场继续显示出巨大的增长潜力。

随着更高效、更创新的金属增材制造技术和工艺的进步和出现,了解应用的全部潜力和多样性以及如何应用这些新优势来解决业务挑战、创造新的业务模式和永远改变制造业面貌非常重要。

Small gear parts printed with HP Metal Jet technology

 

金属增材制造(MAM)——有什么优势?

 

金属增材制造(MAM)提供的好处不仅仅是增强零件的外部几何形状及其强度和功能。它还具有独特的能力,允许设计师和制造商将新功能直接集成到零件中,这尤其为技术零件开辟了新的性能能力,例如在模具生产中:集成保形温度控制,或直接在模具表面下运行的真空通道。3D打印金属部件通常具有令人印象深刻的物理属性,可用的材料范围包括难以加工的金属,如超级合金。

 

金属增材制造如何缩短交付周期?

 

当然,金属3D打印的其他优势包括产品生命周期的加速,以及从设计阶段到最终零件生产的更快过渡。怎么会?通常,除了需要移除可能在3D打印过程中使用的支撑结构之外,不需要在3D打印后处理零件的额外步骤。事实上,对于一些金属添加制造工艺,如惠普金属喷射技术,3D打印过程中不需要支撑结构,进一步简化了流程。

 

任何特定的形状或几何要求(例如,孔、螺纹、纹理或连接元素)都可以“设计到”零件中,并直接进行3D打印,因此在生产后不需要使用CNC机器进行铣削或特定的形状调整。取消这些步骤后,生产最终零件的总交付时间可以缩短数周。

此外,对于注射成型,生产工具或模具以生产最终部件的步骤可能需要几周甚至几个月的时间,并且可能是昂贵的。然而,通过金属3D打印,这一步骤可以完全消除,从时间和成本角度来看,效率都达到了新的水平。

 

自由设计,打造轻巧而坚固的3D打印金属零件

 

通过添加而非减少的制造工艺,材料浪费也得以减少,因为实际上仅使用了逐层形成零件所需的材料。金属3D打印提供了传统制造工艺无法经济高效地实现的设计自由度。这种设计自由度允许更复杂的几何形状具有更有效的、拓扑优化的零件设计,这些零件设计是轻质的,或者在使用更少材料的同时将复杂的组件合并成一个单一零件。通过在高应力区域添加材料并从低应力区域移除材料来优化承载,可以使用拓扑优化软件创建轻而坚固的零件和产品。这些优势有助于制造工艺为航空航天或汽车应用以及多个行业提供许多新的选择和效率。

 

金属添加制造工艺——如何使用?

 

鉴于制造业尚未达到大规模生产数百万个相同的简单零件所需的生产力水平,制造业尚未准备好用金属添加制造完全取代注射成型等传统制造方法。然而,随着系统和技术的进步,例如惠普金属喷射技术公司金属3D打印的发展——在不久的将来,我们将开始更多地看到使用金属添加制造来生产更大数量的产品。说到高效的大规模定制——或多个单独零件或物品的大规模生产——我们已经做到了。例如,对于像牙齿修复这样需要高度个性化生产流程的应用,使用金属添加制造技术来经济高效地加快生产时间是可行的。

 

工业中的

 

例如,航空航天领域的应用展示了金属增材制造在需求不断增长的行业中所带来的机遇,比如针对性能进行了重新设计和优化(重量更轻、耐用性更强)的燃料喷嘴。

但不止于此。金属3D打印允许设计师和工程师简化现有的制造工作流程,并通过显著增强提供新的生产机会,从而实现价值创造(创新和差异化)和价值捕获(时间和成本的优化和效率)。

各行各业的公司,如大众汽车(汽车)、Cobra Golf(消费品)和Parmatech(制造)都在利用金属添加制造的优势。

比如说-大众转向惠普金属喷射技术寻找加速汽车零部件生产的方法。

大众汽车技术规划和开发负责人Martin Goede博士表示:“通过缩短零件生产的周期时间,我们可以非常快速地实现更大规模的量产。…惠普的新Metal Jet平台是行业的一次巨大飞跃,我们期待着提高为我们的客户提供更多价值和创新的标准。”

 

源文来源:HP

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