3d打印在機械制造行業的應用-非凡士只為專業而生
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應用案例cases

首頁-應用案例-機械

航空航天增材制造方案

2020 年,該 部門舉辦了一場公開競賽,旨在快速找到可用 于 C3175 系列液壓管線夾的新式創造性 3D 打 印解決方案??哲姷?F-16 飛機需要在起落架艙 室等部位使用成千上萬個液壓管線夾,這些液 壓管線夾在經受長時間振動、化學物質以及熱 循環后經常會失效。以往此類管線夾都是由注 塑或計算機數控機床 (CNC) 加工制作而成,而使用的酚醛類材料會在加工過程中排放有毒的甲醛氣體。 

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Topology 和 Stress Engineering Services 與 Origin(在 2021 年被 Stratasys 收購)接洽后 開始合作,為 C3175-9J 管線夾研發一種新的 設計和制造解決方案。該團隊旨在利用 Origin One 的 P3? 技術、nTopology 的拓撲優化算 法,以及 Stress Engineering Services 的專業 設計和分析技術。通過每日設計迭代產品、進行 原型制作以及測試替代設計方案,該團隊在僅僅 兩周內便制定出一種新的 3D 打印解決方案,此 方案制作的管線夾符合嚴格的適航要求,重量更輕、制造過程也更高效。尋找合適的材料 對于每瓣管線夾,該團隊選用的是一款來自 Henkel 的創新阻燃材料,該材料符合空軍嚴格的 飛行要求,并且已通過 UL 94 V-0 認證(在 10 秒內停止燃燒)。

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LOCTITE? 3955,一款具備火 焰、煙霧和毒性 (FST) 等級的光敏聚合物材料, 具有阻燃特性,且極耐化學腐蝕,并且可以適應 更大范圍的低溫和高溫。LOCTITE 3955 也沒有 熱塑性材料固有的應力松弛反應。 該團隊在 Origin One 上使用先進的軟件打印兩 種不同的材料,一種是上述堅硬的阻燃材料,另 一種則是有柔韌性的彈性材料 LOCTITE IND402 ,該材料可作為系帶連接管線夾的兩瓣。這大大 簡化了飛機技術人員隨后的組裝過程,使現場安 裝該管線夾變得更為容易。在打印期間,每個組 裝件都序列化,以便實現零件的庫存、追蹤和溯 源。 進行低產量生產或定制生產時,使用 Origin One 平臺減少了模具帶來的高昂成本,同時能夠靈 活、快速且經濟有效地修改零件設計。在保持高 質量的同時降低了成本。對于該應用,Stratasys Origin One 能夠在 24 分鐘內生產 54 瓣管線 夾。每個打印機每日可生產 1296 瓣管線夾。而 且,對一批打印的管線夾進行后處理用時甚至不 到 20 分鐘。 

獲獎的最終產品 在 RSO 主辦的一場激動人心的先進制造業奧運 會上,由 Origin、nTop 及 Stress 組成的團隊經 過激烈的競爭,最終打敗了全美國的其他專家團 隊和原始設備制造商 (OEM),榮獲第一。 該團隊最后打印了超過 400 個不同的零件和定 制檢測治具,用于進行內部功能測試。100 次的 測試包括了安裝、管道保持力、溫度影響公差、 慣性載荷和載荷處理。

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最終,為 F-16 飛機的 C3175-9J 而設計的優化管線夾具備原始零件的 兩倍強度,而重量還更輕。 更高水平的零件生產 Stratasys Origin One 是一款顛覆性的 3D 打 印機,其可使用各種高性能材料批量生產 最終用途零件。通過使用 Programmable PhotoPolymerization P3? 技術,制造商可以實現優秀的準確度、一致性、細節處理和機械性 能。高產量與可重復性相結合有助于供應商即刻 擴大生產,在保留最小庫存的同時,實現更短的 啟動時間和更高的靈活性,從而輕松應對需求變 化。以此實現當今最嚴苛的應用

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