設計優(yōu)化與過程優(yōu)化相結合，減少金屬零部件3D打印時間

魔猴君  行業(yè)資訊   1980天前

通過3D打印實現(xiàn)零部件的復雜性與功能性，不必以犧牲生產(chǎn)率為代價。

優(yōu)化后打印時間由25小時縮短至18小時

材料：23級鈦合金 ；尺寸：190mm x 190mm x 200mm

速度是競爭賽道之一

實現(xiàn)產(chǎn)品的復雜結構與功能性，是選區(qū)激光熔化（SLM）3D打印技術與傳統(tǒng)金屬加工技術相比極具優(yōu)勢的領域。但在體現(xiàn)出優(yōu)勢的同時，仍有多種原因在制約著該技術在生產(chǎn)中的應用，包括速度、成型尺寸、成本、質量一致性等。

以汽車制造為例

3D打印進入量產(chǎn)需要面對材料、效率、成本等5方面的挑戰(zhàn)

突破當前局限，邁向更高的速度，更好的過程控制，更適合的材料，全世界的3D打印玩家無不是向這個方向在發(fā)力。增材制造仿真設計公司 nTopology 與Betatype 公司正在開展一項提高SLM 3D打印零件打印速度的合作。目前他們合作開發(fā)與生產(chǎn)功能優(yōu)化的3D打印火箭噴嘴部件，打印時間縮短了縮短28%。

完成打印的噴嘴部件。來源：Betatype

在合作中，nTopology團隊設計了零件的基本機械結構，他們使用nTop平臺軟件將噴嘴零件的3D模型轉換為隱式模型。然后，團隊再使用拓撲優(yōu)化和仿真工具優(yōu)化零件的設計。再進一步通過Betaype的軟件與過程控制技術的能力，針對粉末床選區(qū)激光熔化3D打印技術，優(yōu)化噴嘴部件設計。復雜金屬火箭噴嘴部件的生產(chǎn)率顯著提高，打印構建時間從25小時縮短到18小時，減少了28％。開發(fā)團隊使用的3D打印設備為雷尼紹AM250。在此過程中nTopology功能設計和優(yōu)化技術與Betatype的過程優(yōu)化相結合，提高了選區(qū)激光熔化3D打印速度。

在提升打印速度這條賽道上，魔猴網(wǎng)看到3D打印界的發(fā)力點是多樣化的。例如，金屬3D打印機制造商Aurora Labs 通過多點同時熔化金屬粉末的MCP工藝（Multi Concurrent PrintingMCP）來提高速度；Fraunhofer 激光技術研究所正在研發(fā)一種具有高動態(tài)線性軸和多個可單獨控制的二極管激光器的移動加工頭，過增加激光束源的數(shù)量來顯著并且成本有效地增加系統(tǒng)的構建速率。

來源：3D科學谷