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3D打印+鑄造技術(shù)具有更高的效率、可持續(xù)性和生產(chǎn)力

全世界化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量中，約有2.8%來(lái)自航空。與其他運(yùn)輸方式如汽車和LWK（18.1%）相比，這是一個(gè)相對(duì)較小的份額 – 但通過(guò)在飛機(jī)建造中使用3D打印技術(shù)，可以進(jìn)一步減少。

航空航天業(yè)的增材制造尤其刺激了輕質(zhì)建筑項(xiàng)目的發(fā)展。內(nèi)飾或飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的部件優(yōu)化可以減少材料和燃料消耗，從而也減少二氧化碳排放。此外，3D打印為航空航天業(yè)提供了單體部件整合的可能性–使復(fù)雜的部件組得以簡(jiǎn)化，生產(chǎn)線和步驟得以精簡(jiǎn)。

用于熔模鑄造的3D打印模型特別有優(yōu)勢(shì)。熔模鑄造是一種經(jīng)過(guò)充分認(rèn)證的航空航天制造工藝。因此，在飛機(jī)制造中結(jié)合熔模鑄造和3D打印，可以消除任何耗時(shí)的認(rèn)證過(guò)程。因此，原型、備件和產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代，甚至是中小型系列的產(chǎn)品，都可以在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)隨時(shí)使用。

3D打印+鑄造在航空航天業(yè)的優(yōu)勢(shì)

費(fèi)用

復(fù)雜的幾何形狀和豐富的變體，較小的批次尺寸。在傳統(tǒng)工藝由于成本密集的模具制造或轉(zhuǎn)換時(shí)間而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)極限的地方，增材制造提供了航空方面的基本經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線的補(bǔ)充。

認(rèn)證

3D打印和熔模鑄造的結(jié)合，消除了耗時(shí)和昂貴的航空部件的測(cè)試和認(rèn)證。由于現(xiàn)代模擬軟件，在生產(chǎn)前就能確保滿足航空航天部件的要求。為了盡量減少故障和廢品的產(chǎn)生。

幾何圖形

voxeljet擁有高度專業(yè)化的3D-PMMA打印系統(tǒng)，用于粘合劑噴射工藝。這意味著，即使是非常薄的部件和復(fù)雜的、經(jīng)過(guò)CAD優(yōu)化的澆口系統(tǒng)，也可以在一個(gè)工作步驟中進(jìn)行打印。其結(jié)果是：為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了最大的自由。

DMLS是一種很好的補(bǔ)充制造技術(shù)，但正是在成本、交付時(shí)間和認(rèn)證方面，熔模鑄造和3D打印為航空航天業(yè)提供了顯著的經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)造性優(yōu)勢(shì)。

Jack Ziemba, CEOAristo Cast

打印鑄件，3D打印的混合化

使用案例

3D打印在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

無(wú)論是改善性能或空氣動(dòng)力學(xué)，還是節(jié)省材料或優(yōu)化功能：3D打印的部件都被用于機(jī)艙內(nèi)部和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。以支架、座椅框架或注射噴嘴的形式，增材制造幫助航空業(yè)可持續(xù)地改善航空運(yùn)輸?shù)纳鷳B(tài)平衡并減少二氧化碳排放。

還有一種用于大尺寸項(xiàng)目的添加劑解決方案。在voxeljet粘結(jié)劑噴射技術(shù)的幫助下，可以打印出組件長(zhǎng)度達(dá)1米的絲狀投資鑄造模型。沙子3D打印甚至打開(kāi)了尺寸，組件的長(zhǎng)度可達(dá)4米。此外，間接3D打印還具有金屬鑄造的認(rèn)證和材料自由度。

許多3D打印金屬目前不能直接進(jìn)行添加加工，或尚未被批準(zhǔn)用于航空。相比之下，所有可澆鑄的合金都可以用添加劑模具和模型進(jìn)行加工。由于已知的3D打印金屬材料特性，鑄造部件可以直接集成到生產(chǎn)線上。

拓?fù)鋬?yōu)化 Sogeclair

用于投資鑄造索格萊爾飛機(jī)門的3D打印塑料模型，以確定航空業(yè)的潛在節(jié)約。

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代爾夫特超高速鐵路大學(xué)

在美國(guó)的Hyperloop項(xiàng)目中，voxeljet為代爾夫特理工大學(xué)提供了復(fù)雜的增材制造塑料模型用于投資鑄造。

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3D gedruckte Form für Radträger von voxeljet

部件性能

通過(guò)結(jié)合仿真和3D打印，制造部件原型的整個(gè)優(yōu)化過(guò)程可以大大縮短。

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輕質(zhì)、堅(jiān)固和優(yōu)化 - 3D打印飛機(jī)部件

只在需要的地方使用材料。而且不必在組件功能上做出妥協(xié)。通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化，工程師已經(jīng)能夠可持續(xù)地改善部件的效率、耐用性和資源的使用。增材制造和它所提供的幾何自由度在這方面特別有幫助。

通過(guò)現(xiàn)代軟件解決方案，計(jì)算機(jī)計(jì)算出部件內(nèi)的負(fù)載分布，并從數(shù)據(jù)中生成一個(gè)新的優(yōu)化模型。其結(jié)果是具有高度復(fù)雜的幾何形狀和結(jié)構(gòu)的部件。用傳統(tǒng)工藝（如銑削或車削）生產(chǎn)這些產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上往往是不可行的。這就是航空增材制造發(fā)揮作用的地方。

增材制造沒(méi)有幾何限制，即使在飛機(jī)制造中也是如此。這使工程師能夠盡可能地利用設(shè)計(jì)自由度來(lái)開(kāi)發(fā)更輕和可能更強(qiáng)大的部件。

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