3D打印技術參考注意到，韓國衛(wèi)星發(fā)射服務公司INNOSPACE在金屬3D打印領域取得一項重要進展。該公司近日宣布，已實現(xiàn)鈦合金無支撐金屬3D打印商業(yè)化。

基于該技術，INNOSPACE將鈦合金無支撐打印時間縮短了60%，成本降低了高達40%，設計自由度的提高也為產品帶來了輕量化和性能提升。

在傳統(tǒng)的金屬增材制造中，通常需要內部支撐結構來防止打印過程中發(fā)生變形。然而這會增加后處理工序、延長生產周期，并限制設計自由度，從而增加時間和成本。筆者對支撐去除過程深有體驗，也有很多同行表達過支撐去除過程中的“痛苦”。

INNOSPACE公司特別指出，是在標準激光粉末床熔融（LPBF）工藝中，應用了先進的工藝控制技術，實現(xiàn)了無支撐結構打印，并確保產品具有高質量和結構穩(wěn)定性。

但是，常規(guī)標準的3D打印工藝無法直接實現(xiàn)無支撐打印，這涉及到用戶可調節(jié)的參數(shù)范圍。目前多品牌宣稱實現(xiàn)了無支撐和少支撐打印，但通常是一套特定的工藝路線，屬于“增值”工藝包。

大多數(shù)LPBF設備雖說明開源，但對于掃描策略、能量實時調節(jié)這些高階功能，均需要特殊權限。用戶如希望自主探索開發(fā)，或存在困難。

筆者注意到，目前可以幫助實現(xiàn)無支撐打印的第三方方案，同時指向兩個關鍵要素——掃描路徑優(yōu)化和自動能量調節(jié)。

例如，Oqton就開發(fā)了一項稱之為熔控技術的金屬增材制造創(chuàng)新掃描策略。通過將基于物理的工藝仿真與先進的掃描路徑優(yōu)化相結合，能根據局部熱效應和幾何條件動態(tài)調整每個掃描向量。

并且，它的這套方案能通過EOS的Toolpath API進行全量訪問，而EOS的API功能，就允許客戶和軟件合作伙伴自由創(chuàng)建定制掃描策略！

所以，普通用戶要實現(xiàn)無支撐打印，得獲得更高的設備操作權限。

另外值得關注的是，3D打印技術參考在此前曾經報道過華南理工大學楊永強教授、王迪教授團隊聯(lián)合金石三維，提出了一種基于加工層角度自適應劃分工藝區(qū)域，各區(qū)域使用對應的優(yōu)化工藝參數(shù)進行打印，進而實現(xiàn)低角度無支撐打印的有效方法。

研究團隊基于該技術，在當時成功打印出最低角度為15°的無支撐金屬葉輪。從這一方案的特點也可看出，仍需要對激光掃描參數(shù)有較高的開發(fā)權限，才能實現(xiàn)這一技術。

環(huán)形葉輪模型及成形樣件：（a）葉輪低于 15°傾面區(qū)域；（b）葉輪低于 45°傾面區(qū)域；（c）成形葉輪頂視圖；（d）成形葉輪側視圖；（e）成形葉輪葉片上表面形貌

華南理工大學研究團隊低角度打印的實際零件

回到INNOSPACE的案例，該 公司表示 他們也解決了鈦合金材料相關的技術難題，鈦合金易發(fā)生熱變形，需要復雜的工藝控制。

在今年1月，INNOSPACE展示了為航空航天客戶開發(fā)的封閉燃料貯罐。采用鈦合金無支撐工藝打印的該零件，具有復雜的曲面結構，包括球形和穹頂形，目前該產品已通過實際應用驗證。

實際上，衛(wèi)星燃料貯箱是鈦合金無支撐3D打印重要的應用場景，一旦成功就會常態(tài)化使用。當前，衛(wèi)星發(fā)射市場發(fā)展體量極大，或將為該技術應用帶來增長空間。

INNOSPACE指出，這項成果將其技術能力擴展到了商業(yè)制造應用領域。憑借無支撐即可實現(xiàn)鈦合金零件高精度3D打印，該公司正加速向航空航天、國防和衛(wèi)星制造等高價值市場拓展業(yè)務。

INNOSPACE創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Soojong Kim表示：“先進金屬制造行業(yè)的特點是技術準入門檻高、質量驗證標準嚴格，因此這是一個具有戰(zhàn)略意義的重要領域，核心技術的獲取直接影響到規(guī)模化和盈利能力。”

今年年初，該公司已成功進軍汽車增材制造領域，并與現(xiàn)代汽車達成合作。可以看出，INNOSPACE正在成為韓國當?shù)刂匾慕饘僭霾闹圃旖鉀Q方案提供商。

注：本文由3D打印技術參考創(chuàng)作，未經聯(lián)系授權，謝絕轉載。

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