聚焦市場難點,開發性能領先、總使用成本可控的新材料l 眾遠新材增材製造洞見

2023-07-29     3D科學谷

原標題:聚焦市場難點,開發性能領先、總使用成本可控的新材料l 眾遠新材增材製造洞見

趙文軍博士

寧波眾遠新材料科技有限公司董事長、總工程師

哈爾濱工業大學材料加工工程博士,曾獲寧波3315系列計劃、寧波青年科技創新獎、江蘇省雙創人才等獎項,入選浙江省創業領軍人才計劃,帶隊入選浙江省創業領軍團隊。趙文軍博士一直致力於金屬材料研發和氣霧化制粉工藝的研究,同時自行主導設計研發了五種類型霧化制粉設備,發表論文8篇,SCI收錄5篇,申請專利26項,授權發明專利6項,授權實用新型專利14項。

A:眾遠新材長期致力於根據市場需求,幫助客戶開發性能領先且總使用成本可控的新材料,在2023年,眾遠新材取得了多項產品和製備工藝上的技術突破,這些突破往往有多重意義。

有些突破可以幫助增材製造最終產品的使用性能提升。例如在高溫合金應用上,全新的高溫合金材料GH5188已經通過測試,可以在超過950℃的高溫環境下使用,這一突破將對將對各類航空航天發動機的研製產生重要影響。又如眾遠新材研發的新一代高強鋁合金,其常溫抗拉強度已經超過550MPa,這將會使鋁合金增材製造的可應用範圍得到大幅擴展。

又如眾遠新材設計改良的鋁合金材料ZY6061,區別於傳統的6061鋁合金不僅降低了材料在3D列印過程中的開裂風險,並且通過陽極氧化,可以給材料進行著色,極大地拓寬了6061的應用領域。

l 鋁合金3D列印應用部件

還有一些突破則幫助最終產品提高耐用性或使用壽命,從而大幅降低失效或者維護成本,例如眾遠新材幫助芬蘭某客戶研發的可以在高溫純氧環境下使用的新材料,經試製和實驗後被證明可以大幅度提高最終產品的使用壽命。在壓鑄模具和鞋模等民用領域,眾遠新材也會與用戶緊密配合,在材料端做出了一定貢獻,為一體化壓鑄技術和鞋模3D列印的應用成功創造價值。

l 鋁合金使用性能及高溫合金不同溫度下的抗拉強度對照

A:用戶在使用眾遠新材提供的具有穩定優質性能的材料,能夠打造出性能更加良好的3D列印部件,這些部件經全面測試後被最終用戶採用,從而開拓了增材製造的全新應用。

例如某全球領先的消費電子產品零部件供應商為了實現可持續製造,降低在製造過程中的整體材料浪費,嘗試利用增材製造工藝來製造其關鍵工序中所用的刀具。然而,在增材製造過程中,該企業面臨著兩難的問題,一方面目前主流的增材製造用鋼在硬度上僅能勉強滿足使用要求,但在長時間使用時極易磨損,導致加工缺陷;另一方面傳統的高硬度鋼含碳量較高,在增材製造過程中容易開裂導致廢品率高。此外,該企業還面臨降成本的壓力,因此希望整體刀具的製造成本和效率在可控範圍內。為了應對這種複雜的需求,眾遠新材創新開發了一款高硬度鋼材,經增材製造和熱處理工藝處理後其HRC硬度可以達到58,超過了客戶的預期。而同時,通過工藝優化,眾遠新材還很好地控制了材料的製造成本,從而滿足了客戶的成本需求。

這一案例很好地體現了增材製造工藝與材料創新的互相促進。在過去,一款新的材料從提出需求到最終驗證往往需要3~5年時間,期間涉及成分設計、冶煉、鍛造坯料、加工試棒和成品試驗等多個環節。而增材製造的問世簡化了這些環節,從而加速了新材料的設計和驗證過程。與此同時,增材製造本身也對傳統材料體系提出了新的挑戰,從而促進了對新材料和配套工藝開發的需求。

A:為可持續發展作出貢獻,眾遠新材在以下方面做出持續努力。

1、作為增材製造製造技術的重要支撐產品,粉末材料的質量和性能在很大程度上決定了增材製造最終產品的製造質量和使用質量,眾遠新材自成立以來就非常重視產品質量的穩定性,並持續跟蹤客戶的工藝穩定性,從而幫助客戶在不斷提升增材製造效率的同時嚴格控制廢品率,從而減少材料和能耗的浪費。

2、增材製造技術的一類典型應用產品就是各種燃料噴嘴和控溫部件,這類應用都是在提高能源利用效率,降低無效工序的能耗上具有重要意義的。針對這類應用的需求,眾遠新材都是以最高的優先級來協調研發資源。例如當芬蘭某企業在一次會議中提出為煉鋼企業開發一款能夠在高溫純氧環境下工作的噴嘴類產品的需求時,眾遠新材僅用了三個月時間就完成了開發和材料試製,並以最快速度向該芬蘭企業提供了樣品進行測試。我們深知,每提前一天為客戶完成交付,就能越早幫助最終用戶降低能耗,從而創造價值。

l 高溫合金3D列印燃油噴嘴部件剖面圖

3、在自身粉末產品的製備方面,眾遠新材努力改良了製備工藝,有效提高了出粉率,不僅減少了原材料的浪費,還嚴格杜絕了工業顆粒物的排放,從而控制了對操作員工和外部環境的不利影響。

4、最近,眾遠新材還專門針對製備工藝中使用的惰性氣體進行循環使用,力爭減少惰性氣體浪費並控制對排放惰性氣體可能帶來的環境影響。

在以上努力的基礎上,眾遠新材也在持續關注新的技術應用,例如粉末材料的回收利用技術,眾遠新材將不斷努力,為實現可持續製造做出努力。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/b11fb48c113dfe4da7f1235bdf7f89cd.html