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美国空军的增材制作技能使用机会与应战

来源:http://www.jyglzs.com 责任编辑:ag8879环亚手机登录 2018-10-24 09:37

  美国空军的增材制作技能使用机会与应战

  美国空军2017年1月9日刊发文章,对其增材制作技能的开展运用及应战进行了剖析,指出增材制作尽管现已开展了几十年,可是在工艺施行方面还存在着许多的应战需求处理。

  

 

  

 

  

 

  

 

  

    • 美国空军实验室资料制作局的科学家和工程师将增材制作(3D打印)视为一种强壮的快速立异东西
    • 传统制作工艺的最大问题就是时间问题,而增材制作则供给了低成本和快速交给才能

 

  增材制作的开展

  

 

  

 

  

 

  

    • 20世纪80年代,美国空军开端了对增材制作才能的研讨。同一时期,快速原型概念在工业界鼓起。前期的快速原型技能,是在工程师有了主意之后,经过打印机运用塑料资料进行方针原型打印,而这种原型偏重的是创立功用原型。
    • 前期的增材工艺是经过特定区域的光化学反响构建刚性的塑料部件,跟着技能的前进,逐步演化出熔丝模塑成型,其资料依然选用塑料丝线。此外,根据粉末的激光熔融塑料成型技能逐步呈现。20世纪90年代初,科学家开发出了选用金属资料的相似增材工艺,可是,限于其时的技能水平,制作部件的外表十分粗糙。直到21世纪,激光技能的满足老练总算使得增材制作工艺发生了质的改变。而这带动了整个航宇工业所寻求的增材制作革新。

 

  增材制作向出产型部件的运用开展

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

    • 激光和粉末冶金工艺的经济性提高,促进了科学家们对金属增材制品的研发。
    • 增材制作从开发原型运用向实践出产办法的演化,为美国空军带来了许多优点和运用时机。
    • 定制部件及共同、杂乱几许形状部件的小批量制作有助于对老化机队的保护。
    • 定制东西、发动机部件和轻质部件的运用可以完成更好的飞机保护并延伸寿数。
    • 飞机后勤对增材制作的运用潜力很大。
    • 对几十年前出产的、现在少数难供给的部件快速出产十分有价值。
    • 对增材制作的一致性、高质量资料的开发仍是一种应战。

 

  增材制作向功用资料的扩展

  (1)运用研讨

  

 

  

 

  

 

  

 

  

    • 当时的增材制作资料运用现已逾越了塑料和金属部件。
    • AFRL资料制作局的功用资料增材制作领军人士Dan Berrigan博士,正在探究怎么运用增材制作工艺将功用资料嵌入到结构中,例如在非传统外表添加电子电路或天线。跟着对有源跟踪器及功用监视器等柔性设备需求的添加,经过这种工艺办法对这些有源设备进行有机供电十分有必要。
    • 增材制作工艺可以完成恣意形状或柔性的电子器件堆积, Berrigan博士正在研讨在圆顶或补丁外表粘附电路的办法,以期在已有结构外表完成新的功用。

 

  (2)首要应战

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  

    • 3D打印电子产品,不像传统工艺那样要对一系列导电层和绝缘层进行层压而构成刚性电路板,导电资料在3D打印工艺中要被分红数百万个小块并悬浮在液体资料内,然后从打印机中进行分配,并且在印刷之后,还要坚持这些独立的导电片互相触摸,以使电子可以在电路中运动而生电。
    • 规范出产工艺的缺少、质量保证办法、严重的资料改变以及资料功用的下降是AFRL研讨人员需求战胜的部分要素,例如增材制作电路的电子特性可能比传统制作工艺的电子特性差
    • 把握零件的安全性、可靠性和耐用性对飞机至关重要,现在对增材制作部件的这些特点还没有把握
    • 根本的资料兼容性问题。保证资料的互相粘附,或许使部件可以支撑必定的应力或接受必定的温度,这些都是需求处理的应战。

 

  

美国空军的增材制作技能运用机会与应战

  

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