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车间里"长"出来的零件:蹲在增材制造机旁的3个下午

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车间里"长"出来的零件:蹲在增材制造机旁的3个下午

2024年,某增材制造车间的一线操作人员记录了连续三个下午蹲守金属增材设备的生产实况:该车间使用的金属增材设备铺粉刮刀单层铺粉厚度约为头发丝的三分之二,即大致60至70微米量级,激光按预设路径将金属粉末逐层熔凝为致密金属晶格,成形件可承受数十兆帕压力。刚取出的零件表面附着细如面粉的钛合金粉末,需经喷砂与磨床精加工才能达到装机表面要求。

该操作人员曾打印一件小型航空支架,预热、铺粉、激光扫描合计耗时14小时,因车间防尘门漏缝导致粉末湿度超出0.3个百分点,层间结合力不足,底部内应力累积使顶部数层翘起,整盘钛粉报废。车间环境管控要求温度波动不超过2摄氏度、无穿堂风,人员进入需在静电释放区站立半分钟;刮刀上残留的硬结块会造成粉层薄点,激光扫描时直接熔穿且无法补救。

该车间以增材制造液压阀块内部弯曲油道替代传统斜孔钻削加堵工艺螺纹的方案,降低压力损失;随形冷却流道镶件整体打印后,流道与零件曲面等距分布,注塑件缩痕减少一半、良品率提升两成。同一操作人员以同尺寸实心铝铣削块与内部带网格减重结构的增材件对比,疲劳测试寿命相当,增材件重量轻四成;但半吨重机床底座类实心大件,增材成本比传统铸钢件加工高出四倍、周期长两倍,仍归铸造厂承接。

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