美国人也搞出大型钛合金构件3D打印了,不过不是用激光, ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 01:08:26
国防科技网(81tech)讯:
  [据Sciaky公司网站2013年1月14日报道]飞利浦服务工业公司(PSI)的子公司——Sciaky公司1月14日在宣布,该公司成功在美国宾夕法尼亚州立大学(PSU)展示了其突破性的直接制造(DM)解决方案。此次技术展示活动由国家添加剂制造创新研究院(NAMII)、美国防部预先研究计划局(DARPA)和“创新金属加工-直接数字化沉积”(CIMP-3D)中心主办,时间为2013年1月8-9日,地点在宾夕法尼亚州立大学校园内的宾夕法尼亚斯塔特会议中心和CIMP-3D工厂。本次活动包括添加剂制造方面的最新突破、实验室参观和演示。

  Sciaky公司的DM解决方案基于添加剂的制造原理,是PSU应用研究实验室(ARL)采用的关键技术之一,目的是生产高品质的金属零部件。Sciaky公司的DM解决方案是唯一的大规模完全可编程的解决方案,可制造近净形零件,材料包括钛、钽、铬镍铁合金及其他高价值金属。该解决方案结合了计算机辅助设计(CAD)、Sciaky最先进的电子束焊接技术和添加剂分层处理,所制造的零件尺寸可以达到5.8米×1.2米×1.2米(19英尺×4英尺×4英尺),而沉积速率一般达到3~9千克/小时(7〜20磅/小时)。
  Sciaky公司的DM解决方案也参与了美国国防部、空军和洛克希德·马丁公司的其他研发工作。
本篇文章转载于:国防科技网 原文链接:http://www.81tech.com/news/jungong-zhizaojishu/128890.html


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不知道咱们的沉积速度能达到多少。
美国的科技基础与积累毕竟还是雄厚。现阶段,如果我们某项技术能领先他们一两年就应该是极其难得了。继续努力吧。国防科技网(81tech)讯:
  [据Sciaky公司网站2013年1月14日报道]飞利浦服务工业公司(PSI)的子公司——Sciaky公司1月14日在宣布,该公司成功在美国宾夕法尼亚州立大学(PSU)展示了其突破性的直接制造(DM)解决方案。此次技术展示活动由国家添加剂制造创新研究院(NAMII)、美国防部预先研究计划局(DARPA)和“创新金属加工-直接数字化沉积”(CIMP-3D)中心主办,时间为2013年1月8-9日,地点在宾夕法尼亚州立大学校园内的宾夕法尼亚斯塔特会议中心和CIMP-3D工厂。本次活动包括添加剂制造方面的最新突破、实验室参观和演示。

  Sciaky公司的DM解决方案基于添加剂的制造原理,是PSU应用研究实验室(ARL)采用的关键技术之一,目的是生产高品质的金属零部件。Sciaky公司的DM解决方案是唯一的大规模完全可编程的解决方案,可制造近净形零件,材料包括钛、钽、铬镍铁合金及其他高价值金属。该解决方案结合了计算机辅助设计(CAD)、Sciaky最先进的电子束焊接技术和添加剂分层处理,所制造的零件尺寸可以达到5.8米×1.2米×1.2米(19英尺×4英尺×4英尺),而沉积速率一般达到3~9千克/小时(7〜20磅/小时)。
  Sciaky公司的DM解决方案也参与了美国国防部、空军和洛克希德·马丁公司的其他研发工作。
本篇文章转载于:国防科技网 原文链接:http://www.81tech.com/news/jungong-zhizaojishu/128890.html


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不知道咱们的沉积速度能达到多少。
美国的科技基础与积累毕竟还是雄厚。现阶段,如果我们某项技术能领先他们一两年就应该是极其难得了。继续努力吧。


美国的电子束焊接技术似乎比较流逼,看了一下这家公司的视频它的电子束堆积成型的精度似乎不高,还需要后续加工,但是速度快



美国的电子束焊接技术似乎比较流逼,看了一下这家公司的视频它的电子束堆积成型的精度似乎不高,还需要后续加工,但是速度快

  电子束有没有散射的问题?
成本最牛逼了
激光本质上就是光子束,我觉得应该比电子束牛
看来美国人坐不住了。
请业内高人们解读比较分析
美国人真是被追赶的一步也不敢停
搬砖兔 发表于 2013-1-23 17:43
美国的电子束焊接技术似乎比较流逼,看了一下这家公司的视频它的电子束堆积成型的精度似乎不高,还需要后续 ...
谁否详细解释下?


王教授视频里拿f22大型钛合金结构件说过  焊接是不行的  焊出来和长出来的差别巨大

王教授视频里拿f22大型钛合金结构件说过  焊接是不行的  焊出来和长出来的差别巨大
有达人来科普下吗
电子束焊接已经有了,激光焊接也有了,再来个电子束与激光3D打印的大比拼。
电子素是什么? 跟闪电似滴?
神水仙都 发表于 2013-1-23 18:11
谁否详细解释下?
我也啥都不知道,只是看这个视频里的成型速度快,但是单道成型的材料很宽,可能是为了提高速度,如果把速度降下来把宽度减小些就能提高些精度,单说电子束焊接技术美国确实要先进一些,我也是听搞电子束焊的人说的
好像激光焊比电子焊要先进啊
87330475 发表于 2013-1-23 18:13
王教授视频里拿f22大型钛合金结构件说过  焊接是不行的  焊出来和长出来的差别巨大

看CD此贴,F22的大型结构件就是由许多个小构件焊接而成的,而且用的就是电子束焊接,可以说电子束是所有焊接方式最高也是最好的技术了,强度很高,综合效果也比激光焊接要好,听说某机某东西上的焊接就是用电子束焊接的

http://lt.cjdby.net/thread-1494868-1-1.html
电子束焊接的精度天生低于激光焊接,咱们还是比他们先进
感觉好事切割。还是在做减法·
maoxuangen 发表于 2013-1-23 18:23
电子束焊接已经有了,激光焊接也有了,再来个电子束与激光3D打印的大比拼。
度娘了一下电子束焊接与激光焊接的比较,各位童鞋可以自行延伸推测电子束与激光3D打印的优缺点。

<ZT>电子束焊接与激光焊接的比较
http://auto.vogel.com.cn/2011/0718/paper_6019.html

在汽车制造中,无论是发动机、变速箱等零部件的生产,还是车身制造与装配,焊接工艺都是重要的加工手段。除电弧焊、电阻焊等传统焊接技术被普遍采用外,在现代汽车生产过程中,以电子束焊和激光焊为代表的新一代焊接技术的应用也越来越广泛,并凭借精密和高效的特点,成为汽车生产企业提升产品质量、降低生产成本、增加产品竞争力的有力工具。

电子束焊接技术起源于20世纪50年代,10年后激光器诞生,激光加工技术的研究与应用也随即展开。电子束与激光加工同属于高能密度束流加工技术,应用的领域大体相同,其能量密度在同一段数量级远高于其他热源。同时,他们与材料的作用原理也极其相近。

电子束焊接与激光焊接的原理

电子束焊接(electron beam machining,EBM)是在真空条件下,利用电子枪中产生的电子经加速、聚焦后能量密度为106~109W/cm2的极细束流,高速(光速的60%~70%)冲击到工件表面,并在极短的时间内,将电子的动能大部分转换为热能,形成“小孔”效应,使工件被冲击部位的材料达到几千摄氏度,致使材料局部熔化或蒸发,达到焊接目的。

激光器利用原子受激辐射的原理,使物质受激而产生波长均一,方向一致和强度非常高的光束。通过光学系统将激光束聚焦成尺寸与光波波长相近的极小光斑,其功率密度可达105~1011W/cm2,温度可达10000℃,将材料在瞬间熔化和蒸发。

激光焊接分为热导焊和深熔焊,在深熔焊中,巨大的能量同样可以形成“小孔”效应,并随着工件的移动,“小孔”身后的材料迅速冷却凝固成为焊缝。

与传统焊接技术比较,激光焊接与电子束焊接都具有更多优异的特性:

□ 能量密度高(大于105W/cm2);

□ 焊接速度高(一般可以达到5~10m/min);

□ 热影响区窄(仅为焊缝宽度的10%~20%);

□ 热流输入少、工件变形小;

□ 易实现自动控制、可在线检测焊缝质量;

□ 非接触加工、无后续加工。

电子束焊接与激光焊的性能比较

经过不断发展,电子束焊接已经成为一种成熟的加工技术,而激光焊也已从实验室走向了实用阶段,并大有取代电子束焊的势头。但实践证明,激光和电子束作为高能量密度热源,除了具有很多相同技术特点外,在技术和经济性能上,针对不同的应用场合,仍有各自不同的特点。

电子束焊接的优点是相当突出的:

□ 电子束的能量转换效率非常高(80%~90%),可以研制出很高功率的大型焊接设备(在日本,加速电压600kV、功率300kW的超高压电子束焊机已问世);

□ 电子束焊接的焊缝很细,其深宽比很容易达到10∶1,甚至是20∶1(最新报道显示:日本在焊接200 mm厚不锈钢时,深宽比达70∶1);

□ 电子束的可控性更好,甚至可以在工件内部形成曲线孔径;

□ 电子束对不同材料、特殊材料的焊接更容易。

当然,电子束的缺点也十分明显:

□ 需要高真空环境以防止电子散射,设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制(非真空环境的电子束焊,是重要的研究方向);

□ 由于真空室的存在,抽真空成为影响循环时间的主要障碍(目前用于齿轮焊接的单台电子束设备循环时间很难做到60s以内);

□ 有磁偏移:由于电子带电,会受磁场偏转影响,故要求电子束焊工件焊前去磁处理;

□ X射线问题:X射线在高压下特别强,需对操作人员实施保护;

□ 对工件装配质量要求严格,同时工件表面清洁的要求也较高。

相比较于电子束焊,激光焊接的优点是:激光焊不需真空室和对工件焊前进行去磁处理,它可在大气中进行,也没有防X射线问题,所以可在生产线内联机操作,也可焊接磁性材料。另外,激光焊接的循环时间大大低于电子束焊接(很容易做到30s以内)。因此,激光焊接实际上已取得了电子束焊接20年前的地位,成为高能束焊接技术发展的主流。

但是,受到技术进步的局限,激光焊还存在一定的缺点:

□ 激光的能量转换效率较低,常用的CO2激光器能量转换效率不足20%,最新的光纤激光器转换效率也没有超过30%;

□ 能量转换效率低造成在生产线中应用大功率激光焊接的经济性很差,目前实用的激光焊接设备功率大多小于20kW,可焊接的深度一般很少超过10 mm;

□ 随着新一代激光器的诞生,激光器的寿命可以达到50000h,这大大降低了激光焊接设备的使用成本。但是,要想获得理想的焊接质量,保护气体是不可少的,这也造成加工成本的增加;

□ 激光焊接的深宽比小于电子束焊,一般在10∶1以内(在齿轮激光焊接中,焊缝的深度一般在4~6 mm,故这个深宽比还比较适用),不适合大厚度工件的焊接;

□ 激光焊接对于铝合金材料及其他高反射率材料的焊接还存在一些技术难点,必须通过填丝等辅助手段,才能达到较理想的焊接效果。

电子束技术的发展已经相当成熟,大功率、超大功率电子束焊接设备的发展相当快,而且已经具备了相当实用的价值。激光技术受到能量转换率较低及其他技术障碍,使得激光焊接的功率还不能大幅提升。目前,实用的激光器功率还不能超过10kW,更高功率的激光器,成本的增加非常快,实际应用价值还较低。

在欧美国家,同等功率(3~5kW)的电子束焊接设备与激光焊接设备的价格基本相当,而激光焊接的高效率、灵活性(不受真空室限制)和便于集成到生产线中的特性,使得激光焊接设备在汽车制造中的应用增长速度大大超过电子束焊接设备。在国内,由于大功率激光器(千瓦以上)的研发滞后,实际使用的激光焊接设备基本依赖进口。同时,我国的中小功率电子束焊机已接近或赶上国外同类产品的先进水平,而价格仅为国外同类产品的1/3左右,有明显的性能价格比优势。因此,国内的电子束焊接设备应用远远超过激光焊接设备。

但是,在汽车生产中,大批量、高效率已经成为汽车制造企业追求的目标,而国产的电子束焊接设备,一般不具备大批量自动化生产的能力。在汽车企业需要产能提高的时候,往往只能靠增加电子束焊接设备的数量和增加人力的方式满足生产的需求,因此综合比较下来,电子束焊接的经济性也大打折扣。

通过前面的阐述,我们可以看到,电子束焊接在超大功率(30kW以上)和大熔深(50 mm以上)焊接中具有不可替代的地位。特别是:发电设备、石化设备、矿山机械、重型汽车、航空航天器、原子能设备和造船工业等领域,电子束焊接仍然是首选的技术方案。其典型的应用是焊接反应堆基体和汽轮机转子轴等承力件,其熔深在300mm以上。与激光焊接相比较,电子束焊接的另一重要特点是不受补焊材料反射的影响,因此能很容易地焊接金、银、铜、铝等难于激光焊接的材料,如电子器件中的无氧铜零件、大电流的铜排、铜钨触头和大马力柴油机的铝活塞等,这些零件采用电子束焊接能得到高强度、大熔深的焊接接头。

为了使大功率电子束焊接更好地用于大型工件,与大功率电子束同步发展的是大型真空室、局部真空及非真空等技术。目前大型真空室容积已达800m3,可以焊接直径达10m的巨型构件。虽然大型真空室造价昂贵,但大功率电子束焊的优异焊接性能和极高的焊接速度,可使综合成本(包括设备投资及运行费用)反而比传统的焊接方法低。据估算,当焊深超过50mm时,电子束焊接的成本即可低于窄间隙焊和埋弧焊。焊深越深,差价越大。当焊深超过150mm时,电子束焊接的综合成本就只有窄间隙焊和埋弧焊的1/2~1/3。





根据以上介绍,可以发现,电子束焊接的最大问题是需要真空室,而激光焊接的瓶颈是大功率激光器。看来TB已经解决了经济实用的大功率激光器的研发与生产。
我们可以买过来研究他呗














http://player.ku6.com/refer/HOYDC73esqvq5JE-Rn-Vig../v.swf&auto=1
搬砖兔 发表于 2013-1-23 17:43
美国的电子束焊接技术似乎比较流逼,看了一下这家公司的视频它的电子束堆积成型的精度似乎不高,还需要后续 ...
王华明的增材制造一样要后续精加工。速度肯定比现在主流的分段锻造——焊接快,而且节省90%以上的材料。
根据以上介绍,可以发现,电子束焊接的最大问题是需要真空室,而激光焊接的瓶颈是大功率激光器。看来TB已经 ...
王华明说了,激光器是进口的
5.8×1.2×1.2比5×4×3在加工能力上还是有差别的 ╮(╯_╰)╭
就堆焊吗,呵呵
楼上的都没搞清楚,无论是电子束还是激光3D打印和焊接没有多大关系。因为焊接部位应该不可能形成单晶状态,而王华明的激光3D增材制造的“长出来”可以形成单晶——具有最佳的理想性能。现在还不知道MD的这个是否可以达到这个标准,如果不能充其量也就是比烧结水平高,和我兔的还差个档次
山姆大叔还是坐不住了
ls5212 发表于 2013-1-23 19:01
根据以上介绍,可以发现,电子束焊接的最大问题是需要真空室,而激光焊接的瓶颈是大功率激光器。看来TB已经 ...
才没有,王华明的视频都一再强调我兔的激光器要投入、要提高。他现在用的都是进口激光器
太复杂,看了半天都不怎么懂。
我们的大功率激光都是进口的...
MD用间谍这种可耻的方法偷窃了TG的激光成型先进技术,据相关知情人士透漏:可能窃取的资料不完整,目前MD只能使用电子束进行工作,正在寻求南方系帮助获得更完整的技术资料。
比较胖狴犴 发表于 2013-1-23 19:21
楼上的都没搞清楚,无论是电子束还是激光3D打印和焊接没有多大关系。因为焊接部位应该不可能形成单晶状态, ...
没错,是这个道理。无论什么焊接,做出的器件最多比论焊接技术的高低,跟王华明教授的激光增材相比,天地之差!
比较胖狴犴 发表于 2013-1-23 19:21
楼上的都没搞清楚,无论是电子束还是激光3D打印和焊接没有多大关系。因为焊接部位应该不可能形成单晶状态, ...
这是最关键的,可惜美国不会。
主承力 构件。

这篇新闻恰恰证明了王的技术的突破性,说明増材制造“大尺寸”的金属构件是有非常高的难度,美国才刚刚有这方面的技术突破。但从另一方面来看,美国在实现了増材制造“大尺寸”构件,是否同时实现了“高性能”,在这篇新闻中却并未明确说明,所以说是否赶上了王的技术还不能被确认。
怪蜀黍 发表于 2013-1-23 19:28
我们的大功率激光都是进口的...
准确点说,主要是民用的...
兔子家的是制造,美帝的是焊接
兔子家的是制造,美帝的是焊接
比较胖狴犴 发表于 2013-1-23 19:21
楼上的都没搞清楚,无论是电子束还是激光3D打印和焊接没有多大关系。因为焊接部位应该不可能形成单晶状态, ...
王的报告里反复强调自己的増材制造技术所带来的突破主要在于两点:一个是“大”,另一个就是“性能”。从该新闻中已经确认美国刚刚在“大”这方面获得了突破,但至于“性能”是否达到了王华明的水平却没有明确说明。

搬砖兔 发表于 2013-1-23 18:37
看CD此贴,F22的大型结构件就是由许多个小构件焊接而成的,而且用的就是电子束焊接,可以说电子束是所有 ...


王的表述没问题 你没看明白。

"我们激光成型就可以直接加工出大的零件,性能甩铸件几条街,可以毫不谦虚地说,这是迄今世界上性能最好的、结构最复杂的构件,美国人也只能是铸造,锻是不可能的,焊也不可能,因为焊出来的性能不行。"

这是王的原话。
搬砖兔 发表于 2013-1-23 18:37
看CD此贴,F22的大型结构件就是由许多个小构件焊接而成的,而且用的就是电子束焊接,可以说电子束是所有 ...


王的表述没问题 你没看明白。

"我们激光成型就可以直接加工出大的零件,性能甩铸件几条街,可以毫不谦虚地说,这是迄今世界上性能最好的、结构最复杂的构件,美国人也只能是铸造,锻是不可能的,焊也不可能,因为焊出来的性能不行。"

这是王的原话。
colombia 发表于 2013-1-23 20:03
兔子家的是制造,美帝的是焊接
从新闻内容看,应该也是“増材制造”,因为新闻中出现了“添加剂”这个词,这个词应该是Additive,实际指的是“増材”制造,但不了解这个语境而错翻译成了“添加剂”。