ExOne將為美國空軍開發(fā)粘結(jié)劑噴射3D打印高強(qiáng)鋼合金（AF-9628）工藝

2020年10月27日，南極熊從外媒獲悉，粘結(jié)劑噴射3D打印機(jī)制造商ExOne被選中，為美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）開發(fā)一種新型鋼合金的粘結(jié)劑噴射3D打印工藝。

ExOne被美國國防制造和加工中心（NCDMM）授予合同，對AF-9628（一種由美國空軍生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼）材料進(jìn)行粘結(jié)劑噴射3D打印。

ExOne首席技術(shù)官兼新市場副總裁Rick Lucas說："我們很榮幸能與NCDMM和空軍在這個(gè)項(xiàng)目上合作。我們期待著將我們數(shù)十年的粘結(jié)劑噴射經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于這項(xiàng)重要的3D打印和國防研究。"

△粘結(jié)劑噴射的工作原理是將液體粘結(jié)劑沉積在粉末床上，圖片來自ExOne

AF-9628和3D打印

據(jù)空軍稱，3D打印的AF-9628零件比傳統(tǒng)的增材制造合金強(qiáng)20%。這種合金目前是通過傳統(tǒng)和3D打印方法生產(chǎn)的，包括激光粉末床熔融（LPBF）。然而，粘結(jié)劑噴射3D打印將使AF-9628零件的制造成本大大低于目前的情況。

NCDMM項(xiàng)目工程師Jason Thomas補(bǔ)充道："我們期待與ExOne合作，開發(fā)AF-9628合金的粘結(jié)劑噴射增材制造工藝，為空軍實(shí)現(xiàn)制造成本的節(jié)約。"

為什么采用粘結(jié)劑噴射3D打??？

作為一種高速且成本相對較低的制造方法，粘結(jié)劑噴射3D打印可以從金屬、沙子或陶瓷粉末中生產(chǎn)出功能性精密部件。在這一過程中，粘結(jié)劑被選擇性地沉積到粉末顆粒的層中，每次一層一層地制造固體部件。

自1996年開發(fā)出第一代粘結(jié)劑噴射技術(shù)以來，ExOne已經(jīng)為其專利3D打印工藝提供了20多種合格材料。到目前為止，有10種單合金金屬、6種陶瓷和5種復(fù)合材料可以在ExOne的3D打印機(jī)中使用，此外還有超過24種粉末在研發(fā)（R&D）環(huán)境的測試基礎(chǔ)上獲得了3D打印的資格。

為了對這些材料進(jìn)行鑒定，ExOne與H.C. Starck、Global Tungsten & Powders、SGL Carbon、NASA和橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室等進(jìn)行了一系列重大合作。

與Global Tungsten & Powders的合作中，兩家公司致力于進(jìn)一步推動(dòng)鎢粉在金屬粘合劑噴射打印中的應(yīng)用。預(yù)計(jì)這將顯著影響切削工具、耐磨部件的生產(chǎn)，以及需要高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的應(yīng)用。

8月，ExOne公司通過了Inconel 718（一種通常用于高應(yīng)力航空航天、能源和汽車應(yīng)用的鎳基超級(jí)合金）的 "第三方資格 "認(rèn)證，這是他們?yōu)榻饘僬澈蟿﹪娚?D打印提供的最高級(jí)別材料準(zhǔn)備。

此外，ExOne最近宣布與賓夕法尼亞州的大學(xué)共同啟動(dòng)了五個(gè)新的研發(fā)項(xiàng)目，以推進(jìn)粘結(jié)劑噴射3D打印的不同方面。

△3D打印的Inconel 718零件，圖片來自ExOne

美國空軍對3D打印的采用

航空航天領(lǐng)域用傳統(tǒng)制造方法采購和生產(chǎn)零部件變得越來越困難，往往需要幾個(gè)月到幾年的交貨期，而且生產(chǎn)成本很高。3D打印是航空航天領(lǐng)域內(nèi)采用的新型技術(shù)之一，可以加快零件的生產(chǎn)速度，縮短交貨時(shí)間。

空軍在增材制造方面已經(jīng)有了相當(dāng)多的接觸，對3D打印在飛機(jī)續(xù)航方面的潛力持樂觀態(tài)度，并在近幾年啟動(dòng)了一些項(xiàng)目。其中一個(gè)項(xiàng)目包含了為武器開發(fā)一種3D打印高性能鋼（AF-9628）的方法，這種鋼將用于制造高強(qiáng)度、輕質(zhì)的彈藥。

今年，空軍與GE Additive公司和GE航空公司正在進(jìn)行的合作達(dá)到了第一個(gè)技術(shù)里程碑，為F-15和F-16飛機(jī)使用的F110噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)3D打印了一個(gè)底盤蓋。在此之前，空軍的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在桌面3D打印機(jī)上成功地3D打印了一個(gè)手術(shù)牽引器。

最近，定向能沉積(DED)和氣溶膠噴射打印(AJP)金屬3D打印機(jī)開發(fā)商Optomec被空軍選中，為包括鈦合金部件在內(nèi)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的翻新提供一臺(tái)大批量機(jī)器。Optomec公司設(shè)計(jì)的自動(dòng)化快速成型維修系統(tǒng)將能夠每年處理數(shù)萬次維修。

△B-2隱形轟炸機(jī)，圖片來自美國空軍

編譯自：3dprintingindustry