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快速等离子沉积(RPD)金属3D打印机,生产力比SLM快50-100倍

发布时间:2019-01-05    作者公众号:南极熊3D打印

2019年1月4日,南极熊从外媒获悉,美国航空结构制造商Spirit AeroSystems已确认收到其首个3D打印结构组件。这是该公司与挪威钛(美国快速等离子沉积(RPD)开发商Norsk Titanium)建立合作伙伴关系的第一个产品,该部件已安装在波音787的前机身中。

作为每架波音飞机机头部分的唯一生产商,Spirit对RPD技术的支持可能成为3D打印在航空领域进一步整合的一个里程碑。


波音787的前机身在Spirit AeroSystems生产


到2019年,Spirit与Norsk的合作关系已持续近十年。 两家公司一起致力于使RPD增材制造技术成为Spirit的航空结构生产线中一个有价值且完全集成的部分,用途包括机身,挂架,机舱和机翼部件的制造。

2017年4月,Norsk为787飞机生产的第一个RPD生产部件获得资格后。2018年7月,Norsk证实它已经开始了Spirit的第一个3D打印部件的资格认证过程。


RPD设备2017年为波音787梦想飞机生产的钛制部件


Norsk的RPD技术使用基于线材的原料,在惰性氩气环境中逐层熔化。为了确保该工艺的质量和稳定性,该熔融工艺每秒监测超过600次。

Norsk为Spirit生产的第一个确认部件是作为通道门锁的后备配件。现在是整个787前机身的一部分,该部件计划于2019年1月在波音进行最终组装。


在南极熊看来,作为当前位居世界前列的金属3D打印企业,Norsk Titanium(挪威钛)一直以来都在不断完善其独有的快速等离子沉积(RPD)3D打印技术。该技术能通过融化金属丝制造出十分复杂的结构,与传统工艺相比不但自由度更高,而且能降低近70%的成本,缩短近75%的时间,所以十分适合航空航天等行业的零部件制造

 金属3D打印公司Norsk Titanium(NTi)成立于2007年。最近几年,该公司开始大量吸引来自美国的关注和投资,因为它不仅将业务从石油和天然气领域扩展到航空航天业,并且还与美铝公司(Alcoa)、波音、空中客车等众多知名公司进行合作,它甚至还和纽约州政府达成了合作关系。

 技术

  NTi享有专利的等离子体快速沉积(Rapid Plasma Deposition,RPD)技术属于定向能量沉积(directed energy deposition,DED)金属3D打印工艺的一种。不同于直接金属激光烧结(DMLS)和类似技术,DED能3D打印近净形的超大金属零件,随后再用减材技术对这些零件进行加工。

产能

RPD™以比传统锻造更快的速度和更少的浪费,为客户提供更大的产能。

RPD™的好处包括:

使用现有设备生产重达100磅的大型结构件的能力。 较大的部件将符合新一代机器的要求。

生产能力比粉末3D打印制造系统快50-100倍。

与现有的锻造和金属加工相比,所需的钛需要减少25%-75%。

RPD™技术适用于各行各业,包括航空,航天,运输,石油和天然气以及海事。

△送丝工艺


技术特点

可靠性

Norsk Titanium已提供FAA认证产品的颠覆性创新和100%可靠性。

效率

Norsk Titanium的RPD™技术是一种超越边界,合金和扇区的平台技术。 RPD™将资源和生产效率提升到新的水平。

灵活性

RPD™是一种适应性强的机器应用技术。 它可以轻松地针对特定应用进行定制,以实现大幅度的生产力。


  该公司声称,他们打印出的零件与最终使用零件的最终形状差不多有80%的相似度,而其生产成本估计应该比锻造或方坯制造更低。空中客车新的A350飞机14%的组件为钛金属零件,如果按照传统方法制造,NTi估计每架A350飞机大概会产生约154000磅的钛金属废料,但如果采用RPD则可以为空中巴士在废料、能源使用和交货时间方面节省230万美元。

公司业务及合作

  在航空航天领域,NTi已经取得了显著进步。2015年,在RTI International Metals被美铝公司收购前,NTi得到了RTI的投资。此后,NTi和美铝公司开始探索合作方式,包括将美铝公司历史悠久的传统金属加工技术与NTi更新的金属3D打印技术结合在一起。

  通过其3D打印子公司Premium AEROTEC,NTi也已经开始与波音、空中客车等航空巨头进行合作。NTi至少已经将两个专有的空中客车A350 XWB零件运送至Premium Aerotec。为了达到飞机实际飞行中的标准,Premium Aerotec已经开始对这些零件进行测试。今年早些时候,波音公司对NTi的MERKE3 3D打印机进行了评估,然后从NTi订购了零件来对其进行资质认证和测试,这些订购零件是用NTi最新的MERKE4制造的。

Gen-4机器

MERKE IV™是第四代生产机器。 MERKE IV™采用专利RPD™工艺,将钛丝转变为适用于结构和安全关键应用的复杂部件。 根据零件尺寸和几何形状,每台MERKE IV™机器每年可生产10-20吨。 MERKE IV™Norsk Titanium RPD™技术通过改变航空航天公司生产结构部件的方式,为客户提供按需金属增材制造。

产品规格:

  • 技术:快速等离子沉积™(RPD™)

  • 零件尺寸:900mm x 600mm x 300mm

  • 层尺寸:H = 3-4毫米; W = 8-12毫米

  • 沉积速度:5-10千克/小时

材料支持

由于严格管制的航空航天工业的要求,钛丝目前是Norsk Titanium的RPD™技术的比较通用的材料。 镍合金,工具钢和不锈钢均适用于RPD™平台。

金属3D打印工厂

  为了满足大量客户的需求,NTi在挪威开设了第二家MERKE4制造工厂,并在纽约普拉茨堡(Plattsburgh)开设一家工业级金属3D打印工厂。

  这家纽约工厂是一个1亿2500万美元的公私合作的结果,合作方包括纽约州政府、纽约州立大学理工学院(SUNY Polytechnic Institute)、NTi及其投资者。Yates解释说,纽约工厂将拥有20台MERKE4 3D打印机,在安装另外20套系统前,该工厂每年能生产400吨航空零部件。

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