3D打印助力金屬替代和輕量化

魔猴君  行業(yè)資訊   701天前

工程塑料在機械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼已成為國際流行趨勢。例如航空航天、能源行業(yè)，需要用來PEEK類的工程塑料材料制作一些高強度、輕質(zhì)以及具有復雜幾何形狀的3D打印零部件或產(chǎn)品。

近日，據(jù)魔猴網(wǎng)了解，一家法國制造商分享了其通過3D打印技術為其公司發(fā)展帶來的價值，以及他們通過引入工業(yè)級高性能塑料3D打印設備所打造的技術競爭力。

高性能塑料3D打印部件

 輕量化且可替代金屬

從事機械精密工程的法國制造企業(yè)Société Parisse成立于1981年，以專業(yè)技術和高質(zhì)量的產(chǎn)品而聞名，他們的制造服務覆蓋到多領域，包括一級方程式賽車和賽車運動、專業(yè)自行車、制藥、航空航天等領域的企業(yè)生產(chǎn)零部件，在航空航天領域，是阿麗亞娜火箭的零件供應商之一。

這家企業(yè)對數(shù)控車床、銑床等制造設備等有著長期的應用歷史，他們擁有四臺加工中心(2軸、3軸、5軸)、四臺數(shù)控車床(3軸和4軸)、單軸和雙軸車削、兩臺電火花線切割機床、一臺平面磨床、一臺外圓磨床、常規(guī)車削和銑削設備、一臺激光雕刻機，以及計量控制實驗室和設計辦公室。隨著客戶的需求不斷增長，他們決定進入工業(yè)3D打印領域。

3D打印的零件

作為航空航天零件供應商，這家企業(yè)希望能夠開發(fā)輕量化的零部件。增材制造-3D打印技術為零部件設計帶來了更高自由度，這為團隊設計開發(fā)創(chuàng)新的、輕量化零部件帶來了空間。此外，在材料層面上，這家企業(yè)考慮通過更加輕質(zhì)的熱塑性塑料替代部分金屬零件。

根據(jù)《助力節(jié)能減排！“3D打印+工程塑料” 替代金屬的可能性探討》一文，熱塑性塑料替代部分金屬零件具有諸多益處，從阻燃性、耐化學性、比強度與耐熱、表面電阻等應用性能需求的角度來考慮，都能夠找到適合的3D打印工程塑料材料替代金屬。

其中在航空航天領域熱塑性塑料替代部分金屬零件的一個明顯的益處是：金屬零件通常通過使用潤滑油來降低摩阻，但同時也會增加腐蝕的風險。塑料在耐磨性方面具有其先天優(yōu)勢。PA、PEEK 材料都具備較好的自潤滑的條件和較低的摩擦系數(shù)，PEEK 材料具備自潤滑的條件和干態(tài)下比較低的摩擦系數(shù)，以及良好的耐腐蝕性，它的耐化學性能堪比鎳鋼，僅溶于濃硫酸和濃硝酸等一些強腐蝕性的溶劑。

因此，實現(xiàn)零件的輕量化并能夠保持傳統(tǒng)金屬零件的所需要的性能，成為Société Parisse 引入3D打印設備時的考量因素。此外，這家企業(yè)還需要3D打印設備具有開放的材料系統(tǒng)，能夠幫助他們生產(chǎn)多種不同材料的高質(zhì)量3D打印零部件。

INTAMSYS-遠鑄智能的工業(yè)級高性能材料3D打印設備FUNMAT PRO 610HT。這一設備具有開放的材料系統(tǒng)和高性能塑料增材制造的能力。FUNMAT PRO 610HT腔室能夠達到300?C，擁有全金屬熱端雙噴頭（最高溫度可達500°C），非常適合進行高性能塑料的增材制造，例如可用于航空航天輕量化零部件制造的PEEK和PEKK材料。

不僅僅具有開放的材料系統(tǒng)和高性能塑料增材制造的能力，Société Parisse發(fā)現(xiàn)遠鑄智能FUNMAT PRO 610HT 設備所具有的超大打印尺寸（610x508x508毫米），能夠支持他們進行大部件的制造或多個小部件的批量生產(chǎn)。

INTAMSYS 遠鑄智能在2016年從高端的PEEK材料3D打印切入市場，成為當時全球為數(shù)不多的可以提供PEEK材料3D打印完整解決方案的領先公司之一。FUNMAT PRO 610 HT 設備是遠鑄智能在2020年針對航空航天、軍工、汽車等領域批量生產(chǎn)應用推出的,可實現(xiàn)多種高性能塑料材料的增材制造。

在FUNMAT PRO 610 HT 設備的支持下，這家用戶在產(chǎn)品的開發(fā)與制造工作中，使用該設備進行產(chǎn)品研發(fā)原型快速開發(fā)，以及生產(chǎn)最終使用的零部件，包括備件生產(chǎn)，也包括航空、鐵路和制藥領域所需的零部件。

INTAMSYS_4設計團隊設計的框架(左) ；FUNMAT PRO 610 HT設備正在打印的框架部件(右)。

其中一個應用案例是，通過FUNMAT PRO 610HT 設備3D打印了一種框架部件。得益于這一3D打印技術，這家法國客戶對這一部件的設計進行了創(chuàng)新，過去它需要由17個獨立的U型組件裝配而成，而3D打印部件為一個整體的功能集成部件。

Société Parisse 所有者Laurent Parisse表示：“一切都很棒，INTAMSYS的高溫塑料3D打印價格、腔室大小、功能等等。這有助于我們一直在尋求的創(chuàng)新突破，實現(xiàn)做出差異化的目標。”

結果令人滿意，遠鑄智能FUNMAT PRO 610HT 設備為這家法國企業(yè)尋求產(chǎn)品創(chuàng)新，實現(xiàn)差異化競爭力提供了從零件設計到輕量化實現(xiàn)等多方面的技術能力積累。

來源：3D科學谷