利用鈦3D打印降低制造成本

魔猴君  知識堂   107天前

鈦金屬成本高昂，而且用這種材料制成的零件通常很復雜，這使得傳統(tǒng)制造方法成本高昂。3D打印在某些應用領域越來越受歡迎，因為它在降低制造成本方面具有巨大潛力，特別是在航空航天、醫(yī)療設備和汽車等行業(yè)。

作為一種增材制造（而非減材制造）技術，3D打印通常產(chǎn)生的廢料較少，而設計為3D打印的部件通常需要的材料較少。制造商還可以通過3D打印節(jié)省時間、能源和工具成本。讓我們仔細看看鈦3D打印的現(xiàn)狀、機器、服務和使用它的公司。

選擇3D打印而非機器或鑄造的6大理由

材料效率

傳統(tǒng)的加工工藝，如CNC銑削，經(jīng)常會造成大量的材料浪費。使用成本高昂的鈦金屬時，3D打印（也稱為增材制造）只需要足夠的材料來制作零件和一些支撐物，而其余的鈦粉則可以用于下一次打印。

鈦3D打印可以生產(chǎn)非常接近最終所需形狀的零件，從而減少了大量后處理的需要，并進一步減少浪費。

設計優(yōu)化

3D打印讓您能夠創(chuàng)建復雜、輕質的結構，而這些結構很難或不可能通過傳統(tǒng)方法生產(chǎn)。這可以使零件使用更少的材料，同時保持強度和功能性。

工程師實現(xiàn)這一目標的方法之一是使用CAD軟件進行拓撲優(yōu)化，通過去除不必要的材料來減輕部件重量。這在航空航天等行業(yè)尤其有益，因為減輕重量可以大幅節(jié)省成本。

3D打印可以生產(chǎn)通常需要組裝多個部件的復雜集成組件。通過在設計階段將多個部件整合為單個打印件，公司可以減少裝配時間、人工成本和潛在故障點。零件越少，供應鏈就越簡化，對多個供應商的需求就越少，物流成本也就更低。

無需工具或設置成本

對于鑄造鈦合金部件，傳統(tǒng)制造需要定制工具，例如模具。3D打印消除了對模具或芯體的需求，因為部件是直接從數(shù)字文件打印出來的。零件設計的更改可以快速實施，無需新工具，從而降低了與設計修改相關的成本。

這款原型發(fā)動機的鈦合金排氣歧管重量僅為Inconel的一半，Zenith Technica在七天內打印并交付給客戶（來源：Zenith Technica）

更短的交貨時間

使用內部金屬3D打印機，單個部件的交付時間可能只有幾天，而3D打印服務可能需要更長的運輸時間。由于生產(chǎn)時間較短，公司可以按需制造部件，無需任何常備庫存。

定制和靈活性

3D打印無需重新加工即可定制零件，使生產(chǎn)小批量或定制產(chǎn)品（如患者專用手術器械）變得更加容易且更具成本效益。3D打印可以生產(chǎn)機械復雜性更低的零件，從而生產(chǎn)出使用壽命更長、維護需求更少的組件，進一步降低運營成本。

節(jié)省能源

鈦3D打印工藝，例如電子束熔化(EBM)或選擇性激光熔化(SLM)，通常比傳統(tǒng)加工更節(jié)能，尤其是考慮到減少后處理和材料回收工作的需求時。

編譯來源：ALL3DP