歐洲采用電弧增材製造工藝成功製造空間探索鈦壓力容器
作者:3D PRINTING    時間:2019-03-26    點擊量:329    
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由泰雷茲阿萊尼亞宇航公司、克蘭菲爾德大學和Glenalmond技術公司共同組成的團隊已經成功地製造了第一個全尺寸的鈦壓力容器原型,將用於未來的載人航天探索任務。

這件容器大約1米高,8.5公斤重。它由鈦合金(Ti-6Al-4V)製成,采用線+弧增材製造 (WAAM)沉積而成,這項工藝在克蘭菲爾德大學過去十年一直領先。

由於能夠直接從數字繪圖到最終結構,WAAM工藝將兩個獨立的部分集成到一個單獨的係統中;消除了長周期鍛造的需要;大大減少了機械加工所產生的廢料量。

如果按傳統生產,這種組件所需的原材料將是其最終質量的30倍左右。采用WAAM工藝,每件產品節省Ti-6Al-4V 200多公斤。這方麵還有進一步改進的空間,克蘭菲爾德正在研究更接近最終厚度的新方法。

WAAM的外形是在克蘭菲爾德製造的,然後被送到Glenalmond Technologies公司,在那裏進行了應力消除、激光掃描、機械加工和超聲波檢測。最終的檢驗由Agiometrix進行,使用計算機斷層掃描(CT-scan)進行內部質量分析,並使用光學掃描儀,泰雷茲阿萊尼亞宇航公司確保該零件符合機械要求和規範。

經過檢查,項目組認為該容器達到了驅動技術和質量要求。該小組目前正在著手建造第二架原型機,其目的是對整個製造周期進行微調,以證明該過程的可重複性和可靠性,並將新方法的實現推入飛行硬件。

泰勒斯阿萊尼亞宇航公司增材製造項目研究經理Massimo Chiampi:我們正在為油箱尋找一種創新的製造解決方案,因為傳統的基於減法加工的生產路線通常需要很長的交貨期。通過這個項目,我們證明了WAAM技術的應用前景,並且提高了我們產品的競爭力。與采購標準鍛造產品所需的數月時間相比,一件近淨形狀的產品隻需幾天就能完成,而且機械加工工序也在不斷減少。我們在不放棄所要求的性能的情況下實現了總交付時間的65%的減少,這在設計靈活性方麵也帶來了好處,使我們能夠在項目的後期滿足客戶的需求。

克蘭菲爾德大學首席研究員、WAAM3D首席科學家丁嘉洛博士(Dr. Jialuo Ding)表示:“我們開發WAAM技術已經有10多年了,看到它達到這種商業成熟度,我們非常滿意。我們很高興通過這種大學衍生企業將這項技術延伸開,同樣,我們也對Glenalmond Technologies所做的工作極為滿意,他們在第一次嚐試時就完美地處理了有限加工庫存的零件。”

克蘭菲爾德大學高級講師、WAAM3D公司首席執行官Filomeno Martina博士說:“該零件是使用過去十年開發的軟件和硬件構建的,通過克蘭菲爾德大學新成立的分拆公司WAAM3D,這些設備終於可以商業化了。這讓我們有機會在一個備受矚目的用戶案例上測試WAAM3D的創新解決方案,時間跨度非常大。我們為克蘭菲爾德大學的自動化水平感到自豪。WAAM3D公司將在未來幾個月向工業界提供所有這些工具,我們期待這將對工業大規模增材製造產生的影響。”

        電弧增材製造(WAAM)是一種大規模的金屬3D打印工藝。根據克蘭菲爾德大學(Cranfield University)的數據,這個技術的發起人和主要開發者WAAM在全世界60多個項目中使用,價值超過480萬美元。到目前為止,它也已經成功地製造長達10米的零件,以每小時4公斤的速率存放材料。