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汽車制造

超越傳統(tǒng)汽車材料DP600,新型低合金雙相鋼助力3D打印

星之球科技 來源:Ringier2021-07-30 我要評論(0 )   

新開發(fā)的金屬粉末材料DPLA(雙相低合金)和FSLA(自由燒結(jié)低合金)符合與DP600(HCT600X/C)類似的機械性能要求,例如更高的極限抗拉強度(UTS)和低屈服強度與UTS的比...

新開發(fā)的金屬粉末材料DPLA(雙相低合金)和FSLA(自由燒結(jié)低合金)符合與DP600(HCT600X/C)類似的機械性能要求,例如更高的極限抗拉強度(UTS)和低屈服強度與UTS的比率,可分別用于激光粉末床熔融(LPBF)和粘結(jié)劑噴射(FSLA)——這兩種是增材制造工藝的真正的世界首創(chuàng)。粉末原材料以及使用這些材料制造的零件可以立即供應。


該材料的目標客戶為汽車行業(yè),例如調(diào)整汽車鈑金件的設計,或開發(fā)全新的結(jié)構件,其中也也包括工業(yè)領域的制造商。


要明白很重要的一點:DPLA和FSLA并不是傳統(tǒng)汽車材料DP600(HCT600X/C)“舊酒裝新瓶”般地轉(zhuǎn)化為增材。新款粉末材料專門用于增材制造,在可延展性、激光吸收率(激光增材制造)和可燒結(jié)性(粘結(jié)劑噴射)方面做了改進。正如GKN Additive粘結(jié)劑噴射技術經(jīng)理Christopher Schaak解釋的那樣:“傳統(tǒng)的DP600通過熱處理實現(xiàn)特定標準的機械性能?!?/p>


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■FSLA材料熱處理后的雙相組織橫截面。不同相的比例和晶粒大小可以調(diào)節(jié),以獲得獨特的物理性能


另一方面,由GKN Additive開發(fā)的雙相鋼增材制造材料的特性則非常靈活,因為它們的機械特性可以通過激光或粘結(jié)劑噴射工藝后的熱處理進行寬幅調(diào)整。該材料也可在工業(yè)領域?qū)崿F(xiàn)各種不同的用例,并成為廣大客戶感興趣的選擇,這在IDAM項目中已經(jīng)得到了印證。


“通過使用后續(xù)熱處理工藝獲得期望的材料特性(中到高強度特性),增材制造提供商就可以使用成熟的打印工藝,無需做工藝的改變。”GKN Additive激光增材制造技術經(jīng)理Sebastian Bluemer表示,“這樣可以簡化內(nèi)部流程并加快產(chǎn)品交付速度?!?/p>


在使用DPLA和FSLA以前,GKN會先從客戶那里獲得期望的特性,然后必須為激光粉末床熔融或粘結(jié)劑噴射工藝開發(fā)并驗證出一種新材料,以針對性地滿足這些要求。這花費的時間相比用新開發(fā)的材料(DPLA/FSLA)就太長了:新開發(fā)的材料預定義的特性范圍寬,用一種先進的打印工藝僅改變后續(xù)熱處理就可以獲得不同的機械特性。


以汽車行業(yè)的制造商為例,這兩種材料提供了新的設計自由度,并具有減輕重量的潛力?!皯{借這些增材制造工藝,汽車行業(yè)的制造商就可以構造出跟傳統(tǒng)鈑金零件不同的車身部件。如果您看一下拼焊板,許多鈑金件和支撐件需要成型加工,并連接在一起獲得一定的剛度。相反,使用增材制造打印的結(jié)構件,您需要的工藝步驟和材料更少,從而優(yōu)化了成本并減輕了重量?!盋hristopher Schaak解釋道。


此外,通過增材制造工藝,新產(chǎn)品進入功能驗證所花費的時間可以大大縮短。Sebasiti Bluemer表示:“我們的客戶想知道,這種新的增材制造材料,在它們各自用例中能實現(xiàn)什么,以及如何實現(xiàn)的。比起改造整個傳統(tǒng)的生產(chǎn)線并以傳統(tǒng)的方式制造零件,用增材制造打印零件就快多了。這意味著,對材料和零件進行快速功能性驗證,對更快速、更有效地分析材料是否有助于特定應用,增材制造是個很好的解決方案?!?/p>


除了優(yōu)化現(xiàn)有設計外,采用這種新材料的粘結(jié)劑噴射和激光粉末床熔融也可用于開發(fā)全新的設計(增材制造設計),例如仿生結(jié)構——這正是增材制造真正顯示其威力的領域。


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