开拓制造工艺,减轻钛,不锈钢和其他金属

一种开创性的制造工艺可以将钛、不锈钢和许多其他金属转化为一种新型的工程部件,这可能对整个行业产生重大影响。

与传统的固体金属组件不同,新部件具有微小的点状结构,类似于脚手架,但有两倍于人类头发直径的杆子,使它们超轻。因为负载是沿着磁极输送的,部件可以由高达70%的空气组成,同时保持足够的强度来正确地执行。

这些元件可以在集成电路、汽车应用和许多其他工程领域取代固体金属。例如,生产的飞机部件可以比传统替代品轻50%以上。飞机重量的减少将减少燃料需求,降低航空旅行的成本,并减少航空燃料燃烧产生的排放,这是造成气候变化的主要因素。

世界上第一个用于快速制造这些新一代金属部件的商业规模系统正在由工程师开发利物浦大学,与MCP(矿业及化工产品)有限公司合作,由工程和物理科学研究局欧洲杯线上买球

利用一种称为选择性激光熔化(SLM)的技术,这个完全自动化的系统用红外激光束将细金属粉末熔化成所需的结构,一层一层地构建组件。层可以薄到25微米,这使得生产复杂的部件成为可能,在这些部件中,热、冲击吸收和许多其他性能可以分布在特定的地方,以满足特定应用的要求。这对于传统制造的“固体”金属是不可能的。

例如,该系统可以制造用于产生热量和需要快速移除的地方的组件。这些部件可能包括用于冷却个人电脑处理器芯片的散热器。这些散热器的晶格可以设计为促进热流和提供增加的冷却速率,从而提高芯片的可靠性和更少的PC崩溃。

尽管有其他方法可以制造某些类型的晶格金属,但它们不能使晶格的特征被精确地“设计”以满足定制的要求。它们生产的金属的用途也很有限,因为它们必须被加工成最终所需的形状,而不是一步一步地“为特定目的制造”。一个典型的例子是汽车运动中使用的复合材料部件的制造。

新系统的多功能性意味着它可以制造性能更好的这种类型的组件,以及医疗和化工行业的产品。例如,可以想象使用SLM建造小型化学反应器,并在未来的某个时候取代大型化工厂,在生产、灵活性和安全性方面带来巨大的好处。该项目建立在epsrc资助的利物浦大学研究小组在过去六年进行的基础上,该小组由克里斯·苏克里夫博士领导。Sutcliffe博士说:“全世界都对开发基于SLM的标准快速制造工艺感兴趣。我们的系统将生产出其他任何方式都无法生产的优化工程组件,并将在未来的市场中为支持我们的行业提供显著优势。”

新的制造系统代表了金属部件生产的高度创新方法,预计将于明年全面投入商业使用。该团队已经在开发一个更大的版本,预计将在大约18个月后投入使用。

http://www.epsrc.ac.uk/

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