3DEO利用金屬3D打印技術改進零件性能和效率，革新鐵路行業(yè)

2023年6月25日，南極熊獲悉，位于加利福尼亞州的金屬3D打印公司3DEO宣稱，它已成功添加純銅到其材料組合中。該公司認為這是一項重要的成就，因為3DEO的金屬3D打印技術采用一種稱為"智能分層"的獨特方法，其中在構建區(qū)域上先噴涂一層薄薄的金屬粉末，然后使用數(shù)控銑床按照零件的輪廓和內(nèi)部特征進行加工，最終通過燒結達到全密度的成品。

3DEO公司應用工程與設計總監(jiān)Jonathan Kolodner表示，在RAPID + TCT 2023展會上，他們遭遇了許多人對其所宣稱的純度的質(zhì)疑，但根據(jù)列出的數(shù)據(jù)，氧含量低于0.005，這對于電導率至關重要。

3DEO公司利用銅材料進行熱管理應用，例如熱交換器等。該公司也在努力改進銅零件的內(nèi)部幾何形狀，這為半導體行業(yè)提供了許多應用可能性。此外，它們還在考慮將其技術應用于電動汽車等領域。

△這個擋板最初有幾個部件，通過傳統(tǒng)制造方式，沒有工具就無法轉動

整合傳統(tǒng)制造無法提供的功能

該公司表示，它與客戶密切合作，為它們創(chuàng)建定制化的解決方案，以滿足他們所需的外形尺寸和占地面積，同時應用了3DEO的技術。

△鐵路項目的需求

Jonathan Kolodner解釋道：“最重要的是，我們能夠以傳統(tǒng)制造流程所需的四分之一的時間，即4周，交付產(chǎn)品，而不是傳統(tǒng)制造流程所需的20周時間。我們正在尋找有趣的應用領域，通過這些應用領域，我們可以整合傳統(tǒng)制造無法提供的功能�！�

在熱管理領域，銅通常被用于制造熱管的管道或受限空間。而3DEO能夠?qū)崿F(xiàn)這一點，并且還能夠添加傳統(tǒng)制造工藝無法實現(xiàn)的功能，同時以更低的價格提供解決方案。這是因為3DEO的工藝原理使其對粉末的要求控制不太嚴格，與激光工藝相比性能要稍低。

Kolodner補充說：“這使得我們能夠以更低的單位價格進行加工，當您需要擴大規(guī)模時，這在經(jīng)濟上非常有優(yōu)勢。如果您正在制造火箭噴嘴，并且只需要一個，那么材料成本增加一倍并不會帶來巨大的負擔。但如果您需要生產(chǎn)數(shù)千甚至數(shù)十萬個零件，那么經(jīng)濟效益就變得非常重要了�！�

△一個由不同金屬制成的較小版本

將DfAM服務應用于鐵路

Kolodner向我們展示了一個由不同金屬制成的小型樣品，用于測試他們在較大的銅版本上能夠?qū)崿F(xiàn)多么精細的功能。這個小型樣品是為了展示他們的技術能力和潛力，但對于銅3D打印熱交換器的具體細節(jié)和外觀，由于保密原因，目前無法提供照片或更多信息。這是為了確保公司的研發(fā)成果在發(fā)布之前得到保護，并保持商業(yè)競爭的優(yōu)勢。

3DEO團隊最近將DfAM服務應用于鐵路領域，其中一項重工業(yè)項目是為軌道車車廂間的擋板設計和制造。該項目最初涉及多個零件，并且在沒有工具的情況下無法提供足夠的阻力來轉動擋板。

△3DEO使用仿真來更好地了解現(xiàn)有零件中的應力分布情況，以及如何修改新零件的裝配以改變力的方向

Kolodner解釋了設計的構思過程，其中3DEO團隊與客戶合作確定了適合完成工作的最佳增材工藝�？蛻粝�3DEO團隊發(fā)送了原始零件的圖片以及其在火車車廂上的配置方式，這使得團隊能夠更好地了解其操作需求。

團隊隨后提出了一些相關問題，例如擋板被徹底拆除的頻率（如果有的話），以及擋板安裝和拆除所需的必要轉動阻力。這種深入了解客戶需求的方法幫助3DEO團隊針對具體應用場景進行定制設計，以確保擋板滿足安全性和操作要求。

△通過3D打印制造更為先進的部件

Kolodner解釋了他們對零件進行了多次小的設計修改，以改進其性能。在3D打印設計中，增加幾何復雜性是有意義的，而在傳統(tǒng)制造中則不太可能實現(xiàn)。通過這些設計更改，3DEO成功地更新了該部件，使其具有比最大屈服強度更低的強度，同時實現(xiàn)了應力分布的均勻性。這樣一來，部件的數(shù)量減少了，安裝所需的勞動力也大大減少，同時仍然具備防篡改功能。