GKN航空、ORNL聯(lián)合開發(fā)大型鈦金屬零件LMD-w3D打印工藝

英國(guó)跨國(guó)飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)公司GKN航空與美國(guó)能源部的橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）簽訂了一個(gè)為期五年的研究協(xié)議?，F(xiàn)在，二者正聯(lián)合開發(fā)一種使用金屬絲的激光金屬沉積（LMD-W）工藝，以高效生產(chǎn)更高質(zhì)量的大型鈦金屬飛機(jī)部件。

LMD-W工藝由一個(gè)安裝在機(jī)器人臂上的高能激光器組成，激光會(huì)熔化鈦基底的表面，直到形成熔池。隨后，可以沿著一個(gè)3D路徑操縱鈦熔池，由此得到的結(jié)構(gòu)會(huì)在過程中固化，從而形成3D結(jié)構(gòu)。

GKN表示，LMD-w 3D打印工藝能更具成本效益地構(gòu)建“大型近凈形或凈形金屬航空部件”，短期內(nèi)有望用于制造大型單體鈦零件。據(jù)介紹，與其他金屬沉積工藝相比，LMD-w有許多優(yōu)點(diǎn)，主要是因?yàn)槠淇烧{(diào)節(jié)的激光能量和金屬絲喂送速率，這些特征使得用戶可以選擇沉積速率和控制材料性能。

由于金屬絲原料被熔池充分消耗，與基于粉末的沉積打印相比，LMD-W更充分地利用了材料。與產(chǎn)生大量廢料的減材制造方法相比，LMD-w則具有更多的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗行У乇苊饬瞬牧侠速M(fèi)，從而降低了材料成本。

與基于粉末的3D打印工藝相比，LMD-W的一個(gè)局限是制造復(fù)雜部件的能力，這主要是由機(jī)器人臂的移動(dòng)限制導(dǎo)致的。盡管如此，LMD-w仍不失為一種有效的大型組件制造技術(shù)。

合作中，GKN航空將主要用該3D打印技術(shù)來制造翼梁、隔板、框架等部件。目前，這些部件是用鍛造或板材工藝在制造。3D打印能更有效地利用材料，制造出的零件也更輕，從而大大降低了生產(chǎn)成本。