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激光金属沉积3D打印展身手!实现大型高强钢齿轮箱部件批量生产

2022-02-15 19:13     来源:OFweek激光网     激光金属沉积技术 3D打印

近日,3D打印机设备制造商Meltio的分销商——AddiTec宣布,它将与美国航空航天局(NASA)旗下一家聚焦先进材料供应业务的子公司Amorphology合作,双方利用激光金属沉积技术共同开发定制的3D打印齿轮变速箱部件。

(图片来源:Amorphology官网)

Amorphology公司致力于利用3D打印来开发巨大的金属谐波齿轮。谐波齿轮由刚轮(Circular Spline)、柔轮(Flexspline)和波发生器(Wave Generator)三个基本构件组成,用于机械臂和精密运动结构。其传动的原理就是在柔性齿轮构件中,通过波发生器的作用,产生一个移动变形波,并与刚轮齿相啮合,从而达到精密传动的目的。

传统制造技术用于制造这些部件的时候,往往柔轮的制造成为了拉高成本的关键,因为它精确的齿轮齿和柔性壁都不好控制和打造。

Amorphology首席技术官格伦·加勒特(Glenn Garrett)博士指出,在加工直径为6-8英寸的柔轮时,大型钢原料可能会减少到原来体积的10%。从成本和可持续性的角度来看,这都是一个不利因素,因为生产原材料外壳的零件会浪费能源和材料。

而3D打印/增材制造有望成为一个理想的替代方案,能大幅降低制造这些柔轮的成本,同时能够提高使用高性能钢的成本效益。

在此前的一次成果中,Amorphology和AddiTec共同展示了一个直径为6英寸的谐波齿轮柔轮原型,采用高性能17-4沉积硬化钢3D打印而成。其原型是在运行Meltio发动机的Haas CNC混合系统上制造的。打印件从制造托盘上取下后,经CNC加工成精密形状。

除了降低成本之外,该工艺还能够灵活、及时地生产各种大型柔轮,而无需在室内存放不同直径零部件的库存,从而减少了仓储和物流成本。

在上述过程中,AddiTec使用了Meltio的激光金属沉积技术(LMD-WP),这是一种定向能量沉积制造/DED的工艺形式。在LMD-WP工艺中,激光先是产生一个熔池,在熔池中注入金属丝和/或粉末,以产生焊接珠。接着,这些焊接珠被精确地分层,以制造出接近网状的完全致密的金属组件。该技术可用于从CAD设计创建组件或用于零件修理。此外,与数控机床集成的能力使其成为一个混合系统。混合制造是无缝金属组件生产的“一站式解决方案”——它将增材和减材操作结合在一个共同的平台上,从而降低了制造组件的总体成本和时间。

Amorphology和AddiTec计划进一步深度开发这项技术,并扩大他们的合作伙伴关系,共同打造多材料和功能梯度材料柔轮,这些材料不可能用传统的制造技术生产。

关于Amorphology

Amorphology总部位于加州帕萨迪纳市,是美国宇航局喷气推进实验室(JPL)和加州理工学院的技术研发分支机构,也是应用先进材料和制造技术领域的领导者,以改善机器人齿轮生产和其他工业应用使用非晶态金属、增材制造、定制金属合金和复合材料。

关于AddiTec

AddiTec是3D打印企业Meltio的创始合作伙伴,近年来率先开发了价格合理的金属3D打印系统。作为北美Meltio产品的主要分销商,AddiTec在多激光金属直接沉积技术的设计和开发方面拥有6年的历史,在北美完成了广泛的客户应用部署,并提供培训和客户应用支持。AddiTec的客户包括知名大学、主要研究中心、技术中心、国家实验室,以及航空航天、核能、汽车、采矿和能源行业的广泛工业客户。

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