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3d打印将复杂的设计理念变为现实

3d printing turned a geometrically complex design concept into reality.

kw micro power团队成员在他们的微型燃气轮机燃烧室试验台前。来源:kw micro power

设计与设备成就复杂零件

无论是用来发电,还是驱动工业级无人机,或者是用于混合动力发动机的小飞机上,微型燃气轮机以更小的体积,更强大的动力,更实惠的价格,正在改变能源供给的格局。

微型燃气轮发电机大小与微波炉相当,可以产生超过其重量十倍的最大推力。kw micro power通过 velo3d的几乎无需支撑设计的金属粉末床3d打印技术开发微型燃气轮机,计划2020年年初商业化。

kw micro power微涡轮核心零部件-“宇宙飞船”。来源:kw micro power

kw micro power将其微型燃气轮机的一个核心零部件设计称为“宇宙飞船”,该组件是一个直径约25.4厘米,高10厘米的钛盘,其内部包含一个复杂的迷宫结构,这个迷宫结构比传统技术制造的系统更能有效地引导废气,是kw micro power涡轮机技术的核心。

kw micro power微涡轮核心零部件-“宇宙飞船”。来源:kw micro power

根据3d科学谷的了解,在制造“宇宙飞船”这个核心零件的过程中,velo 3d的设备发挥了作用。

制造的挑战是微型燃气轮机的内部通道。大多数增材制造技术,特别是基于粉末床的金属3d打印技术,需要一系列类似脚手架的支撑设计,以防止工件在制造过程中下垂和翘曲。虽然昂贵且耗时,但是在构建后加工或磨削这些支撑已经成为行业惯例。velo 3d的设备则大量减少这些支撑部分的设计,这给复杂零件的设计进一步带来了灵活性。

velo3d在3d打印过程中如何消除对支撑(红色部分)的需求。来源:velo 3d

velo3d打印机的supportfree技术可以在没有支撑的情况下3d打印近水平的表面设计,这是目前大多数基于粉末床的金属3d打印机无法实现的特征(一般低于45度就需要加支撑)。

velo3d的另一个差异化是使用变化的激光功率,大多数3d打印设备在整个零件层中使用相同的激光功率,velo3d可以将20多种方案应用于每个层中的零件特定部分。结果带来较少的应力,更高的零件精度和更快的构建时间。

velo3d flow软件

左侧是定子环的横截面。红色区域表示3d打印过程中的变形。右边的部分显示了velo3d的flow软件如何预测和消除这种变形,通过预打印校正实现更准确的部件。

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