10米巨型攪拌摩擦焊金屬3D打印機,，將為美國陸軍生產(chǎn)武器裝備

2022年7月29日，南極熊獲悉,，英格索蘭（Ingersoll）集團新研發(fā)的巨型攪拌摩擦焊金屬3D打印機,，在北美伊利諾伊州羅克福德工廠正常亮相。通過本次活動,，他們希望促進美國制造業(yè)的發(fā)展,、促進經(jīng)濟增長的公私合作伙伴關(guān)系、創(chuàng)造就業(yè)機會,、提高技能以及培養(yǎng)下一代制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力,。

△MasterPrint Metal，這臺36英尺（約11米）長的金屬3D打印機器,，使用攪拌摩擦焊接金屬3D打印技術(shù),，是美國陸軍為戰(zhàn)車生產(chǎn)整體車體項目的一部分

英格索蘭機床公司，主要生產(chǎn)用于金屬切割,，3D打印和自動纖維鋪設(shè)的大型機床,，也是全球最大型的精密機床、和機加工零件制造商,。最近,，他們在新擴建的生產(chǎn)裝配和測試中心舉行了盛大的開幕儀式，展出了最新的設(shè)備MasterPrint Metal,，目前,，它被認為是世界上最大的金屬3D打印機和銑削設(shè)備。

△智利拉斯坎帕納斯天文臺的巨型麥哲倫望遠鏡(GMTO)概念圖

在揭幕致詞中,，首席執(zhí)行官Jeffrey Ahrstrom說：“很高興我們的新制造中心能順利開幕,，擴建后的中心建筑面積將達到4萬平方英尺。展示了迄今為止我們最大,、最強大的機床MES4,，將進一步提升我們的承包能力�,！� 他繼續(xù)說道,，“此外，我們增加了多種類測試和測量設(shè)備,，以確保精準符合客戶既定的設(shè)計標準,，例如為美國海軍和巨型麥哲倫望遠鏡(GMTO)制造大型部件等。”

△英格索蘭在伊利諾伊州羅克福德,，新擴建了制造,、組裝和測試中心

MasterPrint Metal，是為美國陸軍制造的兩臺增材制造機器中較大的一臺,。該機器的3D打印和銑削的工作范圍最大為36 x 23 x 13英尺（約10X7X4米）,。它使用的摩擦攪拌焊接金屬沉積系統(tǒng)，是由Meld Manufacturing公司開發(fā)的,。

在開幕上,，該公司還對外展示了其它大型設(shè)備，如MasterMill MES4銑床,，它將為美國海軍生產(chǎn)復(fù)雜,、精密的零件。這臺機器的工作量為25 x 11 x 6.2米,，是迄今為止制造的最大,、生產(chǎn)力最高的五軸MasterMill機床。

△英格索蘭位于羅克福德的新工廠開幕,，未來將為美國海軍提供復(fù)雜結(jié)構(gòu)件定制需求

康茂勝機床部門首席執(zhí)行官Chip Storie對新中心的前景感到興奮：“我們將幫助推動美國制造業(yè)的發(fā)展,，建立創(chuàng)新的公私合作伙伴關(guān)系，并加強我們的經(jīng)濟,。對于當?shù)厣鐓^(qū)來說,，這意味著創(chuàng)造就業(yè)機會,、提升技能并培養(yǎng)下一代制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力,。”

康茂勝集團總裁兼首席執(zhí)行官Lodovico Camozzi補充說：“今天來到這里,，我感到非常自豪,。當我們在2003年收購英索蘭時，我們已經(jīng)意識到這家公司的價值,，以及歷史上對制造業(yè)的貢獻,。通過整合我們的全球資源，我們已經(jīng)取得了一些偉大的成就,。同時,，將迎來更多的重大技術(shù)挑戰(zhàn)，包括熱那亞大橋的自動檢測和清洗機器人,，以及麥哲倫望遠鏡等,。

△增材制造攪拌摩擦沉積技術(shù)。照片來自MELD制造公司,。

增材式攪拌摩擦沉積金屬3D打印法是如何工作的,？

MELD制造公司擁有十幾項增材制造攪拌摩擦沉積工藝的專利，與其他金屬3D打印技術(shù)不同的是，該技術(shù)是一個固態(tài)過程,，在低于熔化溫度的情況下進行,，往往不會熔化打印材料。

從這項技術(shù)中我們可以看到一個固體進料桿（打印材料）被推過一個空心旋轉(zhuǎn)工具,，當送料桿接觸到下面的基材時,，它開始涂抹并通過摩擦粘在基材上，發(fā)生塑性變形,，但絕不會熔化,。快速旋轉(zhuǎn)的工具具有加熱材料的作用,，使其具有足夠的可塑性,，從而發(fā)生如此嚴重的塑性變形。一旦第一層被涂上,，送料桿就會被簡單地抬起并推回,，以打印更多的層，直到最后的三維部件完成,。

摩擦沉積工藝與各種金屬兼容,，如鋁、鈦,、鋼和鎳基超合金,。MELD的3D打印應(yīng)用主要是在國防領(lǐng)域，包括零件涂層,、部件維修,、金屬連接和定制金屬基復(fù)合材料坯料。

由于其固態(tài)性質(zhì),，與傳統(tǒng)的激光3D打印相比,，增材制造攪拌摩擦沉積技術(shù)具有較低的殘余應(yīng)力和明顯較低的能量需求。它還與那些不容易出現(xiàn)孔隙,、熱裂和其他與熔融技術(shù)有關(guān)的問題的材料兼容,。

此外，MELD的技術(shù)是一個單一步驟的過程,，所以用戶不必擔心燒結(jié)或熱等靜壓（HIP）等繁瑣的后處理工作流程來提高零件質(zhì)量,。

△獲得專利的MELD固態(tài)工藝。照片來自MELD制造,。

尺寸和速度的結(jié)合

據(jù)MELD稱,，增材攪拌摩擦沉積技術(shù)能夠以前所未有的規(guī)模生產(chǎn)大型金屬零件。這可以歸因于這樣一個事實,，即該技術(shù)不限于小型粉末床或真空系統(tǒng),，它是一種可以在開放的大氣環(huán)境下實施的工藝，不受操作環(huán)境或材料表面條件的限制。MELD公司還聲稱,，該技術(shù)的材料沉積速度比粉末床熔融等工藝快十倍以上,。

"我們能夠制造大尺寸的部件，而這些零件以前只能通過鍛造完成,。我們能夠制造出其他3D打印技術(shù)不能打印的合金,，而且能夠露天制作，這就消除了規(guī)模上的任何限制,。這是一個令人難以置信的可擴展的技術(shù),。"

△前沿作戰(zhàn)基地的MELD增材制造維修概念圖。圖片來自MELD制造公司