工業(yè)生產(chǎn)：從傳統(tǒng)工藝過渡到金屬3D打印

　　近年來，金屬3D打印正迅速成為最受歡迎的工業(yè)制造技術(shù)之一。它可以生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝無法制造的形狀和特征，包括晶格、有機(jī)拓?fù)浜蛷?fù)雜型芯結(jié)構(gòu)以及冷卻流道等。激光粉末床熔融技術(shù)（SLM）通過有選擇地逐層熔化金屬粉末直到形成零件，可生產(chǎn)出具有良好表面光潔度的鋁、鋼、鎳以及鈦合金零件。

　　SLM技術(shù)在航空航天領(lǐng)域具有可觀的應(yīng)用價值，并具有廣泛的應(yīng)用案例，波音777X所配備的GE9X發(fā)動機(jī)上面有數(shù)百種金屬3D打印零件。3D打印部件比其前代產(chǎn)品具有更好的性能，更輕的重量和更少的組裝部件。僅燃料成本的節(jié)省就足以證明GE Additive對金屬3D打印基礎(chǔ)設(shè)施、研發(fā)和質(zhì)量保證的投入是完全合理的。

　　對于GE而言，這不是一夜之間的突然成功，而是研究、測試和工程的戰(zhàn)略協(xié)調(diào)結(jié)果。在過去的十年中，GE收購了主要的金屬3D打印服務(wù)商、原始設(shè)備制造商以及原材料供應(yīng)商，以確保其供應(yīng)鏈的安全。但是，那些沒有能力進(jìn)行收購行為的公司如何盡快的使用金屬3D打印來增加工業(yè)附加值呢？當(dāng)前，最好的方式是采用該技術(shù)為工業(yè)裝配的內(nèi)部組件增加價值。

　　復(fù)雜形狀可能很難用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)但對于3D打印而言則相對簡單

　　SLM技術(shù)多用于具有較高準(zhǔn)入門檻的行業(yè)，也是所有3D打印技術(shù)中產(chǎn)品化最為復(fù)雜的技術(shù)。它對金屬粉末的規(guī)格以及操作人員的個人防護(hù)有特定的要求，對成功完成打印和后處理需要有穩(wěn)定的惰性氣體供應(yīng)以及一系列的設(shè)備要求。由于這些額外的費(fèi)用和附加設(shè)備，許多公司采用外協(xié)來使用該技術(shù)，自己只提供設(shè)計(jì)。

　　除了快速原型制作之外，SLM技術(shù)多用于創(chuàng)建專門設(shè)計(jì)的輕量級組件。對于應(yīng)用領(lǐng)域，3D打印定制組件是一種簡單的方法。采用3D打印制造的鋁合金，可以直接替代傳統(tǒng)的金屬鑄件。對于泵和壓縮機(jī)殼體，3D打印的替代品通常可以使用相同的設(shè)計(jì)文件，并在1-2周內(nèi)按需生產(chǎn)單個零件，而如果交給鑄造廠生產(chǎn)則需要數(shù)周甚至數(shù)月。

　　金屬3D打印可以直接替代鑄造部件

　　圖為SLM打印的鋁合金泵歧管

　　SLM技術(shù)的另一個優(yōu)點(diǎn)是部件幾乎完全致密而不需要微孔浸漬密封工藝。與工業(yè)金屬鑄件相比，SLM技術(shù)具有更多優(yōu)勢，原型和設(shè)計(jì)修改可以使用與最終產(chǎn)品完全相同的材料進(jìn)行打印，這樣可以快速進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證，加速迭代。

　　金屬3D打印的零件通常隱藏在整個組件中，用來提升整個產(chǎn)品的性能。無論是工業(yè)外殼、組合式支架、復(fù)雜歧管還是其他特定用途的組件，都可以進(jìn)行3D打印可行性評估并制定可行的解決方案。工業(yè)部件的生產(chǎn)方式正在從傳統(tǒng)工藝過渡到金屬3D打印。