Velo3D 致力于克服障礙，使航空航天公司能夠整合金屬3D打印

導讀：當談及3D打印的應(yīng)用背景時，人們總會第一時間想到航空航天行業(yè)。3D打印技術(shù)自面世以來展現(xiàn)出輕量化和降低成本等優(yōu)勢，這也是該行業(yè)一直努力嘗試應(yīng)用和整合3D打印的原因。事實上，在Fortune Business Insights最近發(fā)布的一份報告中估計，到2028年航空航天和國防3D打印市場的總價值將達到130.1億美元。然而，盡管航空航天行業(yè)的3D打印由于呈現(xiàn)指數(shù)級增長，但距離該行業(yè)真正進入金屬3D打印市場仍有相當一段距離。

雖然3D打印經(jīng)常被描繪成不同行業(yè)的奇跡解決方案，但事實上仍然有一些障礙該技術(shù)的實際應(yīng)用。當資格和認證開始發(fā)揮作用時，比如對于那些飛行部件，這就變得更加復雜，往往只有在進行了大量的研發(fā)和測試后才能創(chuàng)造出部件。通過對Velo3D白皮書的仔細研究，南極熊了解到行業(yè)中目前仍然存在的障礙，以及該公司如何通過自己的端到端金屬3D打印解決方案來解決這些問題。

金屬3D打印應(yīng)用到航空航天的障礙

與更簡單的3D打印技術(shù)相比，金屬3D打印從本質(zhì)上講涉及到對過程的更嚴格控制。這些反過來又會成為行業(yè)內(nèi)許多人進入的障礙。以惰性氣體問題為例，金屬3D打印需要這些氣體充滿封閉式建造室，以確保零件的質(zhì)量。它們對于確保氧氣不會進入并導致脆化或其他不良的冶金結(jié)合至關(guān)重要。

對于像鈦合金這樣擁有高強度-重量比的或者飛機工業(yè)所青睞的其他合金，材料的活性越強，可能的損害就越大。這是因為氧氣和氫氣會在部件中產(chǎn)生高孔隙度，對強度和剛度特性產(chǎn)生負面影響。因此，環(huán)境調(diào)控是很重要的，因為如果沒有環(huán)境調(diào)節(jié)，用戶將得到不太完美的結(jié)果，這顯然不是像航空航天這樣視安全為第一要務(wù)行業(yè)的選擇。此外，Velo3D指出，在使用傳統(tǒng)系統(tǒng)時，調(diào)節(jié)這種惰性氣體的流量以跟上激光掃描過程中激蕩起的煙塵往往是一個問題。這將導致堆積，從而干擾輸送到粉末床的能量，使結(jié)果不一致。

除了氣體的問題，另一個潛在的障礙是軟件。值得注意的是，該公司指出，許多傳統(tǒng)解決方案不提供原位監(jiān)測，也不允許用戶提前優(yōu)化構(gòu)建參數(shù)。如果沒有具體、可靠的原位監(jiān)測，用戶將無法捕捉到可用的指標，使用戶無法在打印過程中識別缺陷。這反過來又會導致更多的構(gòu)建失敗，因為零件只有在加工完成后才會被發(fā)現(xiàn)有缺陷。當涉及到參數(shù)時，這也是一個問題。如果一個系統(tǒng)不具備為特定零件優(yōu)化參數(shù)的能力，用戶就不得不進行多次構(gòu)建來微調(diào)設(shè)計，以達到理想的最終質(zhì)量。這既浪費又昂貴，為那些希望采用金屬3D打印的行業(yè)提供了一個重大障礙。

最后，航空航天公司進入金屬3D打印市場的最大障礙之一是重涂機刮刀，Velo3D公司認為這是目前系統(tǒng)的致命弱點。零件過熱時會產(chǎn)生突出物，這會影響到刮刀的涂層，是導致激光粉末床系統(tǒng)構(gòu)建失敗的主要原因之一。為了獲得更有效、更可靠的打印，這是必須解決的主要問題之一。

Velo3D如何幫助航空航天公司？

Velo3D指出，先進的金屬3D打印解決方案，特別是它自己的Sapphire®系統(tǒng)，是克服這些障礙的解決方案，工業(yè)化的金屬3D打印機器使更多的航空航天公司能夠更信任3D打印。但是，這究竟如何實現(xiàn)呢？

單獨看每個障礙，先進的金屬系統(tǒng)有內(nèi)置的解決方案來克服它們，使金屬3D打印對用戶來說更可靠、更容易。例如，先進的3D打印系統(tǒng)中的非接觸式后處理臂消除了突出表面的問題，確保不會出現(xiàn)刮刀和突出物的碰撞。這反過來又大大降低了構(gòu)建失敗的可能性，以及提供了一個更平滑的表面，使后期處理的時間更短。

當涉及到軟件問題時，先進的工業(yè)金屬系統(tǒng)致力于整合極端的過程控制，從而產(chǎn)生更好的零件，更快地打印，并具有冶金結(jié)構(gòu)的完整性。一個強大的工作流程確保了打印可行性，因為CAD文件可以在機器內(nèi)直接處理和優(yōu)化，而且過程被監(jiān)控，也減少了故障。最后，該公司指出，這些工業(yè)解決方案中有著完善的氣體通風設(shè)施，允許疏散伴隨的煙塵，從而更快速地進行激光熔合。

Velo3D針對航空航天金屬3D打印系統(tǒng)所提供的解決方案同樣得到了業(yè)內(nèi)的認可。例如，霍尼韋爾航空航天公司決定求助于Velo3D的先進金屬3D打印系統(tǒng)，以便使用Iconel®（一種鎳基超級合金）為需要認證的零件創(chuàng)建無支撐結(jié)構(gòu)的高度復雜幾何形狀。

KW Micro Power公司也求助于Velo3D的金屬3D打印解決方案。利用這一點，KW公司能夠利用拓撲優(yōu)化和金屬3D打印創(chuàng)建一個復雜零件，此前這個零件由于其迷宮一般的排氣管道設(shè)計而被認為是不可制造的。這些案例表明，由于像Sapphire®這樣的解決方案，金屬3D打印能夠真正成為一個有效的工具，甚至是剛剛接觸3D打印的公司，有助于將該技術(shù)推廣到更多的工業(yè)應(yīng)用。

Velo3D總結(jié)說："先進的工業(yè)金屬3D打印技術(shù)終于能夠可靠地實現(xiàn)前所未有的設(shè)計自由、縮短交貨期、降低開發(fā)和生產(chǎn)成本，以及為航空航天和國防提供最高質(zhì)量、功能齊全的終端使用部件的承諾。"