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豪氏威马电弧增材制造3D打印出巨大的 350 吨起重吊钩

2021-07-16 14:09     来源:3D Printing Industry     3D打印增材制造
全球重型设备制造商豪氏威马已经完成了一项测试项目,该项目已通过 3D 打印四个大幅面起重机吊钩,每个吊钩的重量可达 350 公吨。

在认证公司Lloyd's Register的监督下进行测试,豪氏威马的重型吊钩尺寸约为 1.7 x 1.3 米,重达 1,700 公斤,比之前的设计大九倍。该公司表示,通过 3D 打印设备而不是铸造或锻造设备,除了缩短组件交货时间外,它还能够降低相关的生产成本。


豪氏威马的 3D 打印起重机吊钩(如图)比其第一次迭代大九倍。照片来自豪氏威马。

豪氏威马迷上了增材制造

豪氏威马总部位于荷兰,为民用、可再生能源、休闲以及石油和天然气行业的客户制造工业设备。至少五年来,该公司一直试图测试电弧增材制造 (WAAM) 在创建其起重机吊钩和生产性能优于传统同行的增强设计方面的潜力。

早在 2018 年 1 月,该公司就在 1,000 公斤钢制起重机吊钩上进行了首次成功负载测试,事实证明,该吊钩一次可牵引多达 80 公吨的有效载荷。随后豪氏威马与RAMLAB一起加入了一个财团,该财团由Autodesk、DNV GL、Bureau Veritas、ABS和Voestalpine Böhler Welding 组成,旨在增材制造世界上最重的钢吊钩。

不久之后,豪氏威马成功地 3D 打印了一个更大的 36,000 公斤吊钩,该吊钩获得了美国航运局(ABS) 的认证,并安装在 OOS Serooskerke 半潜式起重机上。作为第一个找到最终用途部署的钩子,该钩子在当时被视为海事和离岸行业接受 3D 打印部件的重要一步。


豪氏威马最初的电弧增材制造 3D 打印起重机吊钩的 80 公吨负载测试。照片来自豪氏威马。

扩大海上 3D 打印

就像他们的前辈一样,豪氏威马最新的钩子是用高级抗拉钢电弧增材制造 3D 打印的,但这次它们的尺寸扩大到原来的九倍。因此,在与劳氏船级社一起进行的初始测试中,每台装载设备(包括约 90 公里的焊丝)都显示出令人印象深刻的 350 公吨起重能力。

据该公司称,使用 3D 打印来生产大幅面零件使它们能够以一致的内部质量水平制造,这是铸造或锻造设备成本高昂且不方便的缺点。“锻造挂钩的价格随着尺寸的增加呈指数增长,特别是如果它是非标准尺寸,”该项目的协调员 Daniel Bílek 解释说。

“如果钩子是通过铸造生产的,内部质量不一致的问题可能会导致更长的交货时间,”他继续说道。“所有这些都导致了使用所谓的电弧增材制造方法自己制作钩子的想法。经过五年对 3D 打印产品的研究、开发和测试,我们获得了必要的专业知识,可以使用这种创新方法生产高质量的起重机吊钩。”

“起重机吊钩通常是海上工业重型起重机交付的一部分,是我们的主要产品之一。”

豪氏威马还表示,改用 3D 打印使其能够更好地控制生产过程,解锁以前难以实现的挂钩设计以及具有所需强度、延展性和耐腐蚀性的定制材料,使其成为生产设备的理想选择能够执行繁重的起重任务。

在该计划取得初步成功后,该公司现在打算扩大其位于捷克共和国 Sviadnov 的工厂的产能,该工厂目前拥有三台焊接机器人。在升级后的综合设施中,豪氏威马的目标是未来电弧增材制造 3D 打印更大的钩子,最终设备的重量将达到 5,000 公斤。

电弧增材制造的工业多功能性

通过采用与传统焊接类似的方法,电弧增材制造技术可用于制造能够满足苛刻的航空航天和海事应用的高度坚固的零件。例如,法国国防公司Naval Group与Centrale Nantes工程学校合作,用电弧增材制造 3D 打印世界上第一个空心螺旋桨叶片。

同样,Damen Shipyards Group成功地 3D 打印了一种称为“WAAMpeller”的大型拖船螺旋桨。与 RAMLAB、Promarin、Autodesk 和 Bureau Veritas合作创建,最终部件的尺寸为 1.35 米,重 400公斤,具有双曲线几何形状,其中包含棘手的悬垂部分。

在其他地方,克兰菲尔德大学一直是电弧增材制造工业应用的关键驱动力,过去,其电弧增材制造 3D衍生产品满足了各种航空航天客户的需求。早在 2019 年,该公司就为BAE 系统公司的欧洲战斗机以及泰雷兹阿莱尼亚航天公司的其他原型机制造了3D 打印喷气式战斗机部件。

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