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3D打印制造直升机叶片成本被削减70%

日期: 2016-07-04
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       在工业化、规模制造高度发达的今天,制造环节哪怕5%-10%的节约都会被认为是重大进步,成本缩减超过30%?那简直是颠覆性的。

而知名的复合材料机械制造商Automated Dynamics最近通过3D打印技术的应用,成功地将直升机叶片原型制造过程中的模具成本削减了60%-70%。

Automated Dynamics总部位于纽约的Schenectady。该公司自1984年成立以来,就专注于为高科技、高精密的航空航天、汽车、国防和石油工业提供可靠的复合材料结构。近日,航空航天领域的一位客户带着一份紧急订单找到了Automated Dynamics,要求制造出一个4英尺长的直升机叶片。

 


使用FDM技术3D打印的可溶性芯(后面棕色)开发一个4英尺长的直升机叶片,可降低60-70%模具成本

Automated Dynamics公司销售与市场营销副总裁Ralph Marcario指出,该公司的工程团队已经发现,使用传统的陶瓷或金属牺牲模板(sacrificial cores)法来制造这类产品导致模具成本非常之高。于是工程师们转向使用FDM(熔融沉积成型)3D打印技术打造可溶性内核以完成这次直升机叶片的订单,寻求在降低模具成本的同时也能制造出适度高品质的原型。

“当选择金属模具时,往往需要进行大量的工程设计,但是在选择使用FDM技术制造的模具时,工程师们的设计工作量就变得少了。” Automated Dynamics公司机械设计工程师兼项目经理John Michasiow说。“在某些情况下,金属模具甚至都不用考虑,我们估计在模具方面的成本节约最少都能达到60%-70%的水平。”

为了制造直升机叶片的模具,Automated Dynamics的团队找到了Stratasys公司的经销商CADimensions,由后者在Fortus 400mc 3D制造系统中使用可耐高温的SR-100可溶性支撑材料3D打印出所需的可溶性芯。在24小时内,该复合成分被Stratasys Direct Manufacturing完全溶解。如果使用金属模具的话,这些部件的生产周期大约需要六个星期,但是通过使用FDM可溶性芯,整个过程被缩短到大约1周的时间。

将Stratasys公司的FDM技术应用在可溶性芯模制造中导致了更快的生产时间和成本的削减,避免了可以说是相当困难的去除过程。这一技术可以说逆转了支撑材料在一般3D打印过程中的作用,在这里热塑性材料被用于制作支撑模型,而可溶性的支撑材料却被用来制作芯模。在制造过程中只需简单地除去热塑性支撑后暴露出芯模,并用选定的复合材料将其缠绕起来。然后使覆盖在可溶性芯上的复合材料固化,最后将其浸入水中,使芯模溶解。

通过FDM技术的使用,而不是翻盖模具(clamshell tooling)和粘接,最终制造出了强度更高的部件,并可以实现更多的几何形状,所有这些都在更短的时间里,以一个低得多的成本完成。

 

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