当我们讨论使用增材制造的行业时，总是会想到航空航天。自 3D 打印技术问世以来，由于重量优化和成本降低等优势，该行业一直在努力采用和集成增材制造。事实上，在最近的一份报告中，Fortune Business Insights 估计，到 2028 年，航空航天和国防增材制造市场的总价值将达到 130.1 亿美元。然而，尽管该行业呈指数级增长，但仍有许多障碍阻碍了金属增材制造市场的进入。
尽管 3D 打印经常被描述为不同行业的奇迹解决方案，但事实是，仍然存在阻碍采用该技术的障碍。当资格和认证开始发挥作用时，例如可能需要飞行的零件，这会变得更加复杂，而且零件通常只有在经过大量的研发和测试后才能制造出来。我们仔细查看了Velo3D的一份白皮书，以了解该行业仍然存在哪些障碍，以及该公司建议如何使用自己的端到端金属增材制造解决方案来解决这些障碍。
航空航天采用金属增材制造的障碍
与更简单的 3D 打印技术相比，金属增材制造本质上涉及对过程的更严格控制。这些反过来又可能成为该行业许多人的进入障碍。以惰性气体(也称为稀有气体)的问题为例。金属 3D 打印需要充满这些气体的封闭构建室，以确保零件质量。它们对于确保氧气不会进入并导致脆化或其他不良冶金条件至关重要。
材料的反应性越强，例如与航空工业首选的钛或其他合金，由于其高强度重量比，可能的损坏就越大。这是因为氧气和氢气会在零件中产生高孔隙率水平，从而对强度和刚度特性产生负面影响。因此，大气调节很重要，因为没有它，用户将获得不太完美的结果，这显然不是航空航天等安全关键行业的选择。此外，Velo3D 指出，在使用传统系统时，调节这种惰性气体流量以跟上激光发射过程中产生的烟灰通常是一个问题。这会导致堆积会干扰传递到粉末床的能量，从而导致结果不一致。
除了气体问题，另一个潜在的障碍与软件有关。值得注意的是，该公司指出，许多传统解决方案不提供现场监控，也不允许用户提前优化构建参数。如果没有具体、可靠的现场监控，用户将无法捕获可用的指标，从而使用户无法识别打印过程中的缺陷。这反过来会导致更多的构建失败，因为零件只有在流程完成后才被识别为有缺陷的。当涉及到参数时，这也是一个问题。如果系统无法优化特定零件的参数，则用户被迫进行多次构建以微调设计以达到所需的最终质量。这既浪费又昂贵，
最后，航空航天公司进入金属增材制造市场的最大障碍之一是重涂机刀片，Velo3D 已将其确定为当前系统的致命弱点。重涂机碰撞，当零件过热导致可以到达刀片的突起时，是激光粉末床系统构建失败的主要原因之一。为了获得更有效、更可靠的打印，这是必须解决的主要问题之一。
Velo3D 如何帮助航空航天公司?
Velo3D 指出先进的金属增材制造解决方案，尤其是其自己的 Sapphire® 系统，是克服这些障碍的解决方案。工业金属增材制造机器使更多的航空航天公司能够自信地转向增材制造。但这究竟将如何实现呢?
单独查看每个障碍，先进的金属系统都有内置的解决方案来克服这些障碍，使金属 3D 打印对用户来说更可靠、更容易。例如，先进增材制造系统中的非接触式重涂机臂消除了突出表面的问题，确保不会发生重涂机碰撞。这反过来又显着降低了构建失败的可能性，并提供了更光滑的表面，从而减少了后期处理的时间。
当谈到软件问题时，先进的工业金属系统致力于集成极端的过程控制，从而产生更好的零件，更快地打印，并具有冶金结构的完整性。强大的工作流程不仅可以确保打印简单，因为 CAD 文件可以在机器内直接处理和优化，而且可以监控流程，从而减少故障。最后，该公司指出，这些工业解决方案中存在卓越的气体通风，可以排出伴随的烟灰，从而加快激光聚变速度。
他们并不是唯一一个相信这是解决方案的人。Velo3D 能够指出一些先进的金属增材制造系统为航空航天公司打开大门的例子。例如，霍尼韦尔航空航天公司决定求助于 Velo3D 的先进金属增材制造系统，以便使用 Iconel®(一种用于需要认证的零件的镍基高温合金)来创建高度复杂的几何形状而无需支撑结构。
KW Micro Power 也转向了 Velo3D 的金属增材制造解决方案。利用这一点，该公司能够使用拓扑优化和金属增材制造零件，该零件被认为由于排气通道中的复杂迷宫而无法制造。这些案例表明，借助 Sapphire® 之类的解决方案，金属 3D 打印能够真正成为一种有效的工具，即使是刚刚接触 AM 的公司，也有助于将该技术推广到更多的工业应用中。
Velo3D 总结道：“先进的工业金属增材制造技术终于可以可靠地兑现前所未有的设计自由度、更短的交货时间、降低的开发和生产成本以及最高质量、功能齐全的最终用途零件的承诺。用于航空航天和国防。”
