不同的 AM 生产工艺包括板材层压、挤压沉积、颗粒材料粘合和光聚合,用于多个行业的各种应用,包括汽车、航空航天、机械、医疗保健和消费品。当今使用的最重要的技术是熔融沉积成型 (FDM)、选择性激光烧结 (SLS) 和熔化 (SLM)、立体光刻 (SLA) 和 PolyJet 1 ,以金属、塑料、陶瓷和复合材料为主要材料(见图 1)。
考虑到严格的规定,飞机零件的制造通常非常复杂且耗时。数百万个组件、多层制造系统以及该行业的严重限制导致需要大量库存投资才能实现零件的及时供应,这通常需要减少飞机停飞时间。增材制造的发展使得无需复杂的工具或机械即可基于数字数据直接生产复杂零件,这是真正的及时生产的救世主。将增材制造与航空工业适当整合可以解决一些供应链和库存障碍。这些领域已经取得了重大进展,但缺乏质量保证属性和认证标准阻碍了进展。本文回顾了增材制造在航空工业中的应用现状。评估了航空工业的供应链配置、增材制造在缓解系统压力方面可能发挥的作用。对应用领域、增强属性和认证标准进行了严格审查和分类。系统地评估和介绍了增材制造在航空工业中的应用的总体增长、主要障碍和未来可能性,清晰地描绘了发展情况。
据称,金属 AM 系统专为大批量生产而设计。它包括一个直径 315 毫米、高 400 毫米的构建包络,配备双 1 千瓦激光器操作。为了实现卓越的部件间一致性,Velo3D 报告称,Sapphire 的集成原位工艺计量技术可实现闭环熔池控制,据称这是同类产品中的首创。据称,该系统能够构建复杂的几何形状,并允许设计悬垂度低至五度而无需支撑,以及高达 40 毫米的大型无支撑内径。据报道,最小特征尺寸和壁厚低于 250 微米。为了最大限度地提高生产率,Sapphire 系统包含一个模块,可实现自动切换,无需操作员参与,15 分钟内即可开始新的打印。
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增材制造 (AM) 的接受度取决于最终零件的质量和工艺的可重复性。最近,许多研究致力于建立工艺行为与材料性能之间的关系。诸如激光-材料相互作用、熔池动力学、喷出物形成和粉末床上的粒子运动行为等现象是 AM 社区特别感兴趣的,因为这些事件直接影响工艺的结果。阻碍 AM 采用的另一个方面是需要具有成本效益的粉末材料及其可持续的加工和回收。
资料来源:AFS-D 图像归功于 MELD TM Manufacturing,冷喷涂图像归功于 Spee3D,EBW-DED 图像归功于 Sciaky 和 Lockheed Martin Corporation,AW-DED 图像归功于 Gefertec,LW-DED 图像归功于 Meltio,UAM 图像归功于 Fabrisonic 和 NASA JPL,LP-DED 图像归功于 IRT Saint-Exupery 和 Formalloy 领导的 DEPOZ 项目,L-PBF 图像归功于 Renishaw plc 和 CellCore GmbH/Sol Solutions Group AG,EB-PBF 图像归功于 Wayland 和 GE Additive/Arcam。
• 一般:应根据技术出版物的要求将流程的基本要素纳入程序中。• 1 级:任何活动对材料和零件制造程序的初步鉴定。• 2 级:旨在允许对已通过 1 级鉴定的程序进行程序变更的程序批准。对于程序的预期变更,需要一个零件验证版本。• 流程鉴定• 程序鉴定测试报告• 生产一致性评估计划• 质量保证和流程控制测试计划• 评估和重新鉴定• 采购