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【天富娱乐客户端】航空航天上的大型零件也可以通过3D打印来加工

加工大型3D打印零件以用于航空航天复合工具与传统制造零件从根本上来说是不同。

《【天富娱乐客户端】航空航天上的大型零件也可以通过3D打印来加工》

林肯电气添加剂解决方案(Lincoln Electric Additive Solutions)印刷的航空复合材料工具面板是在底特律附近的贝克工业公司加工的。林肯电气于2019年收购了Baker Industries,以处理其大型3D打印零件的机加工业务。

这个故事始于2019年夏天,我参观了位于底特律附近的分包制造商贝克工业公司,该公司主要为OEM和一级航空航天和汽车行业提供服务。我写了贝克的巨型VMC,即Emco Mecof PowerMill,它具有52 x 20 x 10英尺的XYZ工作范围,并以独特的复杂设置和对超大型CNC加工零件进行编程的方式宣传了该公司的经验。

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贝克工业公司的大型五轴机床

Emco Mecof PowerMill由贝克工业公司(Baker Industries)投资340万美元,该公司于2019年被林肯电气收购,以加工大型3D打印零件。

当时,来自已有125年历史的全球焊接设备制造商林肯电气公司的代表与几名贝克员工坐在一起,这似乎有些奇怪。尽管林肯电气最近收购了贝克工业公司,但该交易的性质和目的尚不清楚-至少直到几个月后,当我参观并撰写有关林肯电气添加剂解决方案的文章时。那篇文章的重点是林肯用于印刷几个大型零件的电弧增材制造工艺,例如用于复合航空部件的工具,该工艺包括对这些大型零件进行精加工的挑战。林肯对这一挑战的解决方案是对位于底特律附近的贝克工业公司的收购。

那么,有多少数据点构成趋势?显然答案是两个以上。尽管我们写了几篇有关车间和3D打印之间关系的文章,但是在同一家公司内同时具有生产增材制造和CNC加工功能的成本和供应链优势似乎正在被越来越广泛地理解。

3D打印的复合工具面板

Lincoln Electric Additive Solutions印刷的工具面板位于底特律Baker Industries的Breton五轴加工中心上。

为了完成从贝克工业公司(Baker Industries)开始的旅程,我与公司联系,讨论自从林肯电气(Lincoln Electric)收购以来情况发生了什么变化,并讨论了加工大型3D打印零件的好处和挑战。

林肯电气的打印过程将自动金属惰性气体(MIG)焊接或激光热丝焊接与直接沉积3D打印相结合。为了获得基本思想,请想象一下焊枪将熔化的焊丝原料的焊道层沉积到多轴转盘上。该公司发现成功印刷大型,不对称的用于航空航天复合材料的面板工具,该工具的长度超过6英尺,重量超过900磅。这些工具在传统上通常需要花费数月的时间制造,这不仅是因为有诸如Invar之类的原材料,而且还因为面板工具需要大量的时间来制造并在足够大的CNC机器上进行加工。随着林肯电气添加剂解决方案的发布,这些零件的印刷时间可能只有几天,而不是几周,

Baker Industries的运营经理Bill Ednie说:“我们可能是目前世界上能够同时进行大规模打印和加工的仅有的几家公司之一。” 埃迪尼先生说,自从林肯电气于2019年收购贝克以来,其添加剂业务为精加工操作提供的3D打印零件的数量开始增加。从纯机械加工的角度来看,Ednie先生指出了3D打印零件与传统制造零件之间的一些差异。

1.热管理

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仅通过机械加工就需要从足够大的坯料中取出大量坯料以产生较大的面板,从而产生大量热量。来自加工热的残余应力通常会导致零件在加工过程中翘曲或扭曲。与贝克印制的大型印刷件形成鲜明对比的是,贝克从林肯电气添加剂解决方案那里获得了印刷件,这些零件不需要粗加工或重切削,只需精加工即可。需要清除的库存量极少,因此翘曲和移动的几率大大降低。

复合工具面板

贝克工业公司已经开始进行机加工后相同的3D打印面板。

2.工作量

大型机加工零件的加工策略甚至对最有经验的机械师也构成挑战。埃迪尼先生将这一点与3D打印的零件进行了对比,指出了一个中心优势:“我们可以将工作台放在想要的任何地方,”他说。“我们可以添加到设计中,以使增材制造完全符合我们的需求。我们可以在想要固定零件的任何地方添加工作夹具结构。” 他说,林肯电气添加剂解决方案公司和贝克一直在就此类问题进行沟通,最终结果是节省了…

3.时间

除了通过印刷面板节省大量时间之外,而不是等待数月的材料,Lincoln Electric Additive Solutions的3D打印面板比传统制造的零件更快地达到了成品状态。埃迪尼说:“而且由于没有太多的库存,您可以切割更多复杂的零件。” “有时候,在角落和非常深的区域有大量的存货时,切纸器会偏斜或颤动。焊缝数量较少时,您不会偏斜或冒着颤动的风险,因为没有太多的库存要移出角落。它大大减少了机器时间。”

4.材料

作为焊接设备和配件的领先供应商,林肯电气添加剂解决方案购买原材料,拉丝并进行绕线以用于典型的焊接操作也就不足为奇了。现在,这种材料可用于其3D打印操作,这意味着需要足够数量的材料才能一次打印数百磅的零件只需要沿着街道走到林肯电气总部即可。

高压釜模具的大幅面增材制造

完成并组装的面板,需要花费八天的时间进行打印。

在那里,操作人员可以提取和包装原料,并获得通常无法以该数量采购的合金不锈钢。Ednie先生说,一旦将业务转移到Baker进行加工,“我们将大大减少为客户提供的计划。您不用等几个星期就可以接收材料并将它们焊接在一起。您已经在发出订单的那一天开始工作。”

Ednie先生指出,在完成诸如面板之类的零件的机加工之后,在它们完全发挥功能并准备就绪之前,还有很多工作要做。在将零件出售和运送给客户之前,Baker Industries不会将零件送回林肯电气,而是进行组装,质量控制,激光检查,制造,喷漆以及(由于这些零件是航空零件)认证过程。Ednie先生说,他相信这些能力使该公司在其服务的市场中处于独特的位置。

他说:“很难找到能够进行内部大规模3D打印和大规模机加工的工具供应商。我们相信,与我们类似的任何人都比我们多走了几步,因为我们的团队可以完成从A到Z的所有工作。从在克利夫兰进行打印到在底特律附近完成加工,然后直接到供应商。”

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