為大型、重型金屬3D打印零件自動(dòng)清粉至關(guān)重要
近日，美國(guó)私營(yíng)航空航天公司Launcher宣布將后處理系統(tǒng)制造商Solukon作為其除粉系統(tǒng)的首選供應(yīng)商，后者的SFM-AT1000-S除粉機(jī)，可用于對(duì)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒室在內(nèi)的大型金屬3D打印火箭部件進(jìn)行清粉操作。
對(duì)于大型金屬3D打印零件來說，其特征首先是重而大，傳統(tǒng)對(duì)于小尺寸零件的手工清粉將無法適用，需要一臺(tái)專用的清粉機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)處理；另一個(gè)特征是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)包括火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的部分零件，有相當(dāng)多的內(nèi)置流道等易于存儲(chǔ)粉末的空腔，人工操作可能難以靈活處理，借助能夠多角度懸停的機(jī)器將比手工操作更為靈敏。除此之外，用戶在進(jìn)行大尺寸零件清粉操作時(shí)還面臨爆炸、粉末回收以及過程可重復(fù)等問題，特別對(duì)于銅合金、鋁合金粉末來說，此類材料很容易堵塞零件空腔。
為了應(yīng)對(duì)其中的一些挑戰(zhàn)，Launcher選擇了Solukon的除粉系統(tǒng)來對(duì)其大型和重型火箭部件進(jìn)行后處理。該公司的除粉系統(tǒng)由其專有的智能粉末回收技術(shù)（SPR）驅(qū)動(dòng)，采用可調(diào)節(jié)的兩軸零件旋轉(zhuǎn)和有針對(duì)性的振動(dòng)來自動(dòng)去除3D打印零件中的多余粉末。
對(duì)于Launcher而言，SPR技術(shù)能夠從復(fù)雜的通道和幾何形狀中完全去除未熔合的金屬粉末，提高零件生產(chǎn)的效率、安全性和質(zhì)量，同時(shí)降低成本。作為首選后處理供應(yīng)商，Launcher安裝了SFM-AT1000-S 除粉系統(tǒng)，以完全清除其火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒室中的多余粉末。
Launcher制造主管表示，自動(dòng)除粉是生產(chǎn)過程中必不可少的一步。 對(duì)于最終熱處理和熱等靜壓，零件必須清除所有粉末，這對(duì)于內(nèi)部通道難以接近的大型、重型零件來說是一項(xiàng)特殊挑戰(zhàn)。 SFM-AT1000-S將有助于進(jìn)一步自動(dòng)化生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn) 可靠和可重復(fù) 的清潔效果。
SFM-AT1000S是Solukon專為大型和重型零件設(shè)計(jì)，能夠?qū)Τ叽邕_(dá) 600 x 600 x 1000mm、重量達(dá)800Kg的零件進(jìn)行清粉處理，非常適合航空零件的后處理，如Launcher近一米高的E-2發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。
該系統(tǒng)配備了兩個(gè)帶有可編程伺服驅(qū)動(dòng)器的無限旋轉(zhuǎn)軸，可沿任何可想象的路徑移動(dòng)零件。組件也可以通過使用操縱桿以不同的速度向任何方向移動(dòng)，而系統(tǒng)的可選數(shù)字工廠工具可確保除粉質(zhì)量和除粉過程的自動(dòng)化。
對(duì)于火箭開發(fā)來說，最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一就是制造富含狹窄、復(fù)雜形狀冷卻通道的燃燒室。通過3D打印，可以在燃燒室中創(chuàng)造出最優(yōu)形狀的冷卻通道，Launcher選擇了EOS旗下AMCM公司的M4K打印機(jī)制造了其全尺寸的E-2燃燒室，其尺寸為高85厘米、直徑40厘米，與噴嘴一起被設(shè)計(jì)為整體部件，具有更高的冷卻性能，同時(shí)減少了零件數(shù)量和對(duì)裝配的需求。M4K打印機(jī)的成型尺寸為450 x 450 x 1000mm，配備4臺(tái)1000w的激光器，這臺(tái)由CuCrZr合金打印的部件因此也成為世界上最大的單一組成部分3D打印燃燒室。
雖然3D打印使火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件在幾何復(fù)雜性、成本效益和交貨時(shí)間方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，而且大尺寸的金屬3D打印裝備已經(jīng)有很多選擇，但部件冷卻通道和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的除粉問題卻一直存在，這個(gè)過程復(fù)雜且耗時(shí)，像Solukon這樣開發(fā)專門后處理設(shè)備的廠商還并不多。無論從操作的可便利性，還是制造的穩(wěn)定可靠角度，開發(fā)專用設(shè)備都是大勢(shì)所趨。