西門子和Toolcraft合作3D打印工業(yè)多孔金屬結(jié)構(gòu)

2024年10月7日，南極熊獲悉，德國高端精密制造專家Toolcraft與西門子合作，推動增材制造領(lǐng)域多孔金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。這種結(jié)構(gòu)在功能優(yōu)化和創(chuàng)新應(yīng)用方面具有巨大潛力，特別是在傳熱、冷卻和液體吸收等領(lǐng)域。

△西門子目前與Toolcraft合作，生產(chǎn)多孔3D打印金屬零件，以滿足未來復(fù)雜組件對燒結(jié)零件結(jié)構(gòu)的需求

3D打印多孔結(jié)構(gòu)研發(fā)背景

根據(jù)Toolcraft的說法，多年來，西門子一直致力于開發(fā)功能優(yōu)化的多孔材料結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)采用增材制造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，旨在為各行業(yè)創(chuàng)造創(chuàng)新機(jī)會。就像一塊方糖可以吸收液體一樣，多孔金屬結(jié)構(gòu)也能夠僅憑毛細(xì)管力來吸收和輸送液體。基于這一理念，西門子研究人員成功地將傳熱或冷卻等功能直接集成到使用增材制造技術(shù)構(gòu)建的多孔結(jié)構(gòu)組件中。作為聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部資助的3D工藝項(xiàng)目的一部分，第一批化學(xué)反應(yīng)技術(shù)演示器的開發(fā)進(jìn)一步證明了多孔材料結(jié)構(gòu)的巨大潛力。

△這是由西門子和Toolcraft開發(fā)的樣件，其中考慮了3D打印的多孔金屬組件。其目的是展示此類材料的導(dǎo)熱性能

項(xiàng)目合作伙伴指出，粉末床工藝（L-PBF）可用于制造精密的多孔金屬零件，并能夠精確控制孔徑及其分布。這一做法旨在優(yōu)化那些傳統(tǒng)制造方法難以實(shí)現(xiàn)的組件的結(jié)構(gòu)和功能要求。例如，具有可滲透性且金屬穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)能夠有效補(bǔ)償過壓、優(yōu)化溫控或吸收液體。在某些情況下，多孔特性則展現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。Toolcraft進(jìn)一步解釋稱，借助空氣供應(yīng)，物體可以在低摩擦的滑動表面上浮在空氣膜上，從而避免表面磨損。

△西門子3D打印多孔結(jié)構(gòu)示意

從模擬到批量生產(chǎn)的合作伙伴

專家們看到了多種可能的應(yīng)用，特別是在加工工業(yè)、能源工程和航空航天領(lǐng)域。此外，在機(jī)械工程和醫(yī)療技術(shù)中的應(yīng)用也同樣具有前景。借助Toolcraft，西門子現(xiàn)已擁有一個(gè)長期合作伙伴，能夠?yàn)檫@些復(fù)雜材料結(jié)構(gòu)的工業(yè)生產(chǎn)搭建戰(zhàn)略橋梁。這家中型公司致力于確保所有工廠系統(tǒng)的可轉(zhuǎn)移性符合流程工業(yè)的各項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并通過技術(shù)轉(zhuǎn)移進(jìn)一步開發(fā)這種多孔印刷結(jié)構(gòu)。

Toolcraft在從模擬到實(shí)施的全過程中，始終是工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用的先驅(qū)，直到相關(guān)組件的批量生產(chǎn)。該家族企業(yè)還獲得了根據(jù)歐洲壓力設(shè)備指令2014/68/EU框架的哈氏合金C22材料添加劑制造商認(rèn)證，至今已有一年多。此外，Toolcraft還將提供有關(guān)該主題的培訓(xùn)課程，以傳承工具工藝的專業(yè)知識。

△今年8月份，Toolcraft與華曙高科簽訂了3D打印方面戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系

關(guān)于toolcraft AG

toolcraft AG由Bernd Krebs于1989年創(chuàng)立，公司位于德國喬治斯格明德（Georgensgmünd）和斯帕爾特（Spalt），是一家中型家族企業(yè)。toolcraft是先進(jìn)技術(shù)的先驅(qū)，包括增材制造技術(shù)和定制化機(jī)器人整體解決方案。

Toolcraft與西門子的緊密合作，使得多孔金屬結(jié)構(gòu)在流程工業(yè)和其它高科技領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用變得越來越重要。