利用超聲波實(shí)現(xiàn)3D金屬打印的新技術(shù)

寂靜天花板

一種使用擁有專利的超聲波增材制造法（UAM）的金屬打印技術(shù)，在加工的過程中使用聲波來結(jié)合金屬箔層。這種技術(shù)能夠制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組件，并使得所制造的組件具有使用傳統(tǒng)制造技術(shù)所不可能實(shí)現(xiàn)的功能和屬性。
鉭，一種稀有的，具有很強(qiáng)可塑性的金屬，同時(shí)也具有較高的熔點(diǎn)和高耐腐蝕性等特點(diǎn)，并且它較高的原子數(shù)（Z）也使其可用于屏蔽輻射。
- |4 r+ ?' E$ g! ~2 S  v+ {9 J人造衛(wèi)星一直使用鋁、鈦和鉭等金屬材料層來制成一個(gè)Z級(jí)的結(jié)構(gòu)。不同的金屬材料Z值的變化，能夠組成一個(gè)有效的過濾器，來過濾不同頻譜的輻射，保護(hù)敏感的電子元件并減少信號(hào)分析的背景噪聲。一般來說，Z級(jí)的屏蔽材料也比常規(guī)的屏蔽材料更輕更薄。
Fabrisonic公司采用3D打印技術(shù)制造的6061鋁箔層和0.008英寸厚的鉭箔層能夠完美地將組成部件結(jié)構(gòu)和具有阻隔輻射的功能整合到單塊板材上。
因?yàn)槌�聲波增材制造法能夠簡單地將不同的金屬材料結(jié)合在一起，這一特性使得Fabrisonic公司能夠采用3D打印技術(shù)，在一個(gè)部件的制造中使用幾種具有不同Z值的材料制成結(jié)構(gòu)板材。這種制造方法減少了部件組成部分的數(shù)量，并無需進(jìn)行復(fù)雜的釬焊操作。
Fabrisonic公司總裁Mark Norfolk先生說，UAM制造技術(shù)能夠磨去金屬材料表面的氧化物以便能夠使金屬材料更加方便地結(jié)合在一起，成為一個(gè)更強(qiáng)大的冶金結(jié)合體。再施加一些壓力和熱能，UAM制造技術(shù)就可以制造幾乎任何長度、1英寸寬的帶狀材料，最高生產(chǎn)時(shí)速可達(dá)300ipm。使用這些條狀的材料可以組裝成6英尺x6英尺的面板。
1 H. t0 J% K. R& b多金屬部件，如銅、鋁和鈦層壓板都可以使用UAM的加工制造方法進(jìn)行定制。
由于采用這種制造方法只需要一個(gè)相對(duì)較低的溫度（鋁的溫度峰值為華氏200°F），因此使得在完全致密的金屬板中嵌入如應(yīng)變計(jì)、熱電偶或光纖電纜等電子設(shè)備成為可能。
4 O& M. ?# Y6 z, H, q多金屬部件，如銅、鋁和鈦層壓板都可以使用UAM的加工制造方法進(jìn)行定制。
) ^/ {  w* g) o* ?! s0 i4 t金屬3D打印技術(shù)能夠制造具有復(fù)雜分層結(jié)構(gòu)的部件，使用常規(guī)的制造方法是不可能實(shí)現(xiàn)的，另外還可以在一個(gè)具有復(fù)雜形狀的部件中使用幾種不同的金屬層。
9 _" n  x: \) n( ^( ?' W$ ?( e  d“我們正在制造能夠同時(shí)承受結(jié)構(gòu)負(fù)荷并且具有內(nèi)置屏蔽（通常只有幾英寸厚）的部件。”Mark Norfolk先生解釋說。這能夠?qū)�減少成本和重量與多種功能組合到一個(gè)部件上。
Norfolk先生解釋說：“美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society for Testing and Materials, ASTM）為增材制造（AM）制定了一個(gè)規(guī)范，認(rèn)證了不同的方法，包括金屬箔層疊。我們使用一個(gè)固態(tài)的加工過程來一層一層地進(jìn)行制造——一些部件需要使用幾千層的金屬箔——一般為0.005英寸到0.010英寸厚。” Norfolk先生補(bǔ)充說，金屬箔相比粉末更加便宜并且也有很多的貨源。
! T& v$ E- {% ?9 t9 `, Q: p# @該公司還使用3D打印技術(shù)采用鋁結(jié)合銅的設(shè)計(jì)制造使高性能、重量輕的熱交換器，這一技術(shù)是使用常規(guī)的技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)的。“我們可以3D打印制造冷卻劑回路并結(jié)合衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)框架最終形成一個(gè)巨大的熱交換器。”Norfolk先生說。