近日金屬3D打印機製造商EOS公司與(yu) 歐洲空中客車公司合作,對空客A320發動機艙鉸鏈標準支架進行了嚴(yan) 格的環保評估。比較有力地說明了直接金屬激光燒結(Direct Metal Laser Sintering ,DMLS)比傳(chuan) 統的快速熔模鑄造更加環保、更具有可持續。據了解,這項研究覆蓋了鉸鏈從(cong) 金屬粉末原料到最終產(chan) 品的全部製造環節,旨在為(wei) 以後展開更大規模的研究建立基準參照,該項研究的最終目標是評估增材製造技術對於(yu) 航空零件最終產(chan) 品製造而言是否是一個(ge) 具有成本效益並且在環境上可持續的生產(chan) 方式。

為(wei) 了建立比較的標杆,研究團隊對兩(liang) 個(ge) 相同通用支架的生產(chan) 周期進行了評估。一個(ge) 使用鈦金屬DMLS技術,另一個(ge) 用的是鋼材快速熔模鑄造。比較後,研究得出了三個(ge) 結論:
一、在支架整個(ge) 製造周期中不同製造方式對於(yu) 能源消耗和二氧化碳排放量的影響是最大的。
二、CO2排放在機艙鉸鏈支架的整個(ge) 生命周期中近40%通過輕量化,導致從(cong) 一個(ge) 優(you) 化的幾何形狀,這是通過使用DMLS工藝和鈦金屬帶來的設計自由度,導致產(chan) 品的幾何形狀得到優(you) 化減輕了重量,使得二氧化碳在整個(ge) 製造周期中的排放減少了40%。
三、使用DMLS打造的鉸鏈支架可可使每家飛機減輕10公斤重量,能夠顯著降低該行業(ye) 的一個(ge) 重要指標:采購質量與(yu) 飛行質量比值(buy-to-fly)。
該研究的第二階段則更進一步,分析相同的鉸鏈設計,但采用相同的鈦材料。唯一不同的是一個(ge) 采用DMLS技術,另一個(ge) 采用傳(chuan) 統的熔模鑄造。要真正看3D打印技術是否優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統技術。這個(ge) 時候使用的是EOSINT M 280 打印機。
從(cong) 第二階段研究得出的結論是:
能源消耗總量為(wei) 包括從(cong) 粉末金屬原料開始,直到完成支架的製造為(wei) 止。DMLS工藝比同等階段的鑄造工藝消耗的能源略低(一方麵DMLS在製造過程中的融熔與(yu) 冷卻階段消耗了較高的能源,但顯著減少的製造時間)。而鑄造方式由於(yu) 要氣化樹脂製成的模具(該模具是用SLA技術製成的),使用了更高的能量,而且產(chan) 生了溫室氣體(ti) 。
DMLS工藝直接生成最終產(chan) 品,消除了來自二次加工的浪費,比鑄造工藝降低材料消耗25%。
“事實已經證明,DMLS工藝有許多好處:它可以支持優(you) 化設計及後續的小批量製造。”增材製造研究組組長Jon Meyer在其最後報告中說。“總的來說,聯合研究顯示,DMLS有製造輕質、可持續零部件並減少公司二氧化碳排放的潛力。”
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