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洛克希德马丁:论增材制造闭环控制的重要性

2016-02-15 14:29
孤身万里游
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  在大型关键零件的制造过程中,增材制造的哪些技术特点对制造商来说尤为关键呢?本期,就让我们一起来从美国航空航天制造商洛克希德马丁空间系统的案例故事中获得些许启示。

  工艺的重复性使得航空航天制造商通过增材制造关键零件,3D科学谷了解到洛克希德马丁目前生产的最大的半球形罐组件的直径为46英寸(116厘米)。

  对于洛克希德马丁空间系统来说,EBAM电子束增材制造最有价值的特点是闭环控制,实时质量监测与反馈。洛克希德马丁空间系统使用的西亚基增材制造设备在金属沉积过程中,光束的能量通过参数实现闭环控制调节使得整个增材制造过程保持一致的熔融结果。

  闭环控制的好处是相当可观的。当前,推进剂容器是钛6-4的锻件,这些蘑菇帽形状的锻造加工分两个过程,先是生产薄壁半球形圆顶。然后将两个半球在一起制造成推进剂容器。通过电子束增材制造的方法带来明显的优势:

  交货期

  大型锻造压力机的生产能力是有限的,我们了解到通常要锻造一个罐顶锻件经常需要排队等待几个月,12个月的交货期是常态。相比之下,通过EBAM电子束增材制造的方法(直径16英寸的圆顶)在短短的3小时内就可以制造出来。当然这个圆顶仍然需要后期的热处理,以及机械精加工,并且还需要与另一个圆顶焊接起来。所有的周期加到一起与锻造的时间相比仍然是显著缩短的。

  加工成本

  钛合金推进器容器的锻造不是近净型的,这意味着锻件的大部分材料都要被机械加工去除,以达到成品零件的要求。这就增加了机加工本身的成本和被机械加工去除的材料成本。我们认为EBAM电子束增材制造的结果是近净型的,虽然也需要后期的机加工,但是材料去除率与锻件相比是相当少的。

    灵活性

  锻造需要模具,这限制了设计的自由度。每一次的设计修改都需要制造相应的模具,这些模具是昂贵并且需要花费时间的。而EBAM电子束增材制造可以避免制造新模具的时间和成本,这使得设计迭代变得轻松灵活。

  数据

  我们认为最后一个看不到的优势,是增材制造过程中产生的数据,这些数据是广泛的和有价值的。数据可以简化加工过程的控制,也许质量和生产不一定是分开的,是可以被整合成一体的步骤。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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