美國推出3D列印陶瓷技術，可快速製造複雜航空零件模具

導讀：PERFECT-3D可能看起來並不是一個縮寫，但它其實是Process Enabled Repeatability For Extended Life & Consistent Tools公司的縮寫，由母公司Renaissance Services公司、美國國防部、一家鑄造投資公司、一架大型化學公司和一家飛機發動機製造商合作成立的，該公司主要從事對複雜精密鑄件的陶瓷模具進行「3D列印製造」。

PERFECT-3D公司首席執行官Dan Sokol在其中一台3D印表機前演示如何製造複雜的陶瓷部件，包括用於熔模鑄造用的型芯、模具、過濾器和原型。

Sokol表示：「雖然陶瓷3D列印仍處於初級階段，但是它有可能將複雜精密鑄件的模具成本降低70%以上，和傳統模具相比，它可以將模具和陶瓷芯材的交貨時間縮短80%以上。」

他解釋說：「我們的重點是陶瓷模具的3D列印，以支持熔模鑄造用的型芯、模具、過濾器的使用。隨著3D列印技術的持續進步，PERFECT-3D正在對新研發的技術進行專利申請，這些技術特別適用於鑄造高溫鎳基合金以及鋼和鋁的陶瓷模具和過濾器。這將使得鑄造廠能夠繞過製造鑄件所涉及的許多前端步驟，特別是的製造芯模和蠟模所花費的成本和交付時間。」

據Sokol表示，相比傳統的鑄造工藝，陶瓷工具可以在一周或更短的時間內進行3D列印，而傳統的鑄造工藝可能需要6到12個月，成本為50萬美元。

項目工程師Bryan Deptowicz正在演示一個遠程遙測設備，該設備能夠捉爐膛內的環境條件並通過IIOT網路將數據傳輸到Discus系統。

PERFECT-3D公司採用特殊的二氧化硅、鋯石和氧化鋁陶瓷組合物，並結合光聚合物樹脂，這些樹脂經過優化，可用於最新的3D列印技術，以製造小尺寸和大尺寸陶瓷元件，尺寸從1~20英寸（25.4-508毫米），具有小至0.020英寸（0.51毫米）的複雜特徵。典型應用包括渦輪葉片上的複雜冷卻通道型芯、用於控制鑄造流速並防止夾雜物和熔融金屬一起倒入模具用的過濾器；用於逆向工程，無需要工程圖紙就可以輕鬆利用3D列印模具來鑄造新零件替代傳統零件。

PERFECT-3D團隊（左至右）包括工程總監Randy Harris、首席執行官Dan Sokol; 項目工程師Bryan Deptowicz和項目工程師Scott Morris。

Sokol表示：」我們能夠生產模具而不需要傳統的硬模具，直接通過CAD模型可以有效地製造高精度模具，並且實現複雜幾何形狀（如冷卻通道），並保證很好的可重複性。這使得我們可以快速的研發和迭代複雜零部件。」

PERFECT-3D公司擁有多台L5000 ProMaker 3D印表機、兩台高溫燒結爐、用於評估生坯和燒制陶瓷部件的測試實驗室、3D質量檢測室。

由於陶瓷3D列印仍然是一項新興技術，PERFECT-3D公司目前正專註於辨識和控制工藝變化。它使用來自俄亥俄州哥倫布的Discus軟體公司的軟體，該軟體提供了一個基於客戶技術數據包（TDP）的工程系統，並提供了一個連續的線程來管理整個零件生命周期中的需求和結果。

工程總監Randy Harris表示：「我們使用西門子NX CAD軟體來設計工具，然後採用Materialize軟體來切分和布置3D列印平台。為了真正理解和控制我們的流程，我們使用Discus創建智能TDP，捕捉客戶需求並創建數字工作指令，以便操作員進行重複處理。此外，我們在整個工廠還設有遠程遙測設備，用於跟蹤環境條件，如溫度，濕度和空氣微粒。使用Discus軟體系統和我們的IIOT網路，我們可以使用我們的平板電腦和智能手機來監控每個作品的所有處理變數。「

(編輯：Allen)

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！