星期一, 5月 16

    金属3D列印的最新市场性分析与最新研究

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    ■株式会社OPM/ 森本一穗

    前言

    上篇文稿中,我们通过模流分析结果等考察就随形水路 的基本概念及设计理念给大家作了介绍。如上篇文稿所 述,OPM研究所一直致力於新技术新材料的研发、拓 展金属3D列印技术在市场上工业化级別的更多的应用 普及,也一直长期的在为广大客户提供量产级別的列印服务。我们集团的工程师超过35名,在长期的提供打 印服务的过程中拥有大量的实战经验。

    本稿的前半部分我会给大家介绍目前金属3D列印技术的市场评价及案例,后半部分给大家介绍我们专长的随 形水路技术及在模具方面的应用。

    金属3DP的市场性扩大

    表1是我们了解的目前在日本金属3DP的市场渗透度。 在模具行业中,由于随形水路相较传统水路能够在注塑 成形时带来的很大的优化提升,因此应用最广泛的还是 塑料模具。然后,同样需要冷却的压铸模具的随形水路 应用目前在一些大企业也加速发展起来。现在,在德国、 日本的一些压铸生产铝合金发动机的大公司在此市场上 的应用竞争也逐渐激烈。以前金属3D列印的模仁在发 动机模具应用中因有强度不足的缺陷,所以在工业级的 应用方面一直停滞不前。但是随着以下三点:
    ・金属3D列印件机械强度的提升
    ・水蒸汽爆发的预防措施、安全性的增强
    ・弥补与传统SKD61材料的性能差的调温方式的发展 这些技术的发展,一些超级大企业集团也开始积极开展金属3D列印在发动机压铸模具上的应用,我司与 他们合作研发,取得了远超塑料模具的设计经验。

    表 1: 金属 3D 打印技术的市场渗透度

    另外,如大家所知,大集团在金属3D列印在航空航 天领域的应用也一直很活跃。​GE​Aviation公司发表 了与Textron​Aviation公司共同合作开发新型涡轮螺 旋桨发动机(Turboprop​engine)的声明,并与2017 年完成了新发动机的详细设计,计划将于2018年开始 试运转。为了实现轻量化,这款新发动机的200种零 件中有18种零件是用金属3D列印制作。据说GE对 这款新型涡轮螺旋桨发动机的市场销售预计为到2020 年为止每年10亿美元。在此可以看出,金属3D列印的最新技术应用在抢占市场上的重要作用。

     

    图 1: 金属 3DP 在发动机压铸模具应用上的加速                                        图 2: 小型涡轮螺旋桨发动机(GE 制)

    而在商业范围应用的小型涡轮螺旋桨发动机市场,则 是 由 Pratt​&​Whitney​Canada=P&WC 集 团 垄 断。​ P&WC集团在500〜2,000​SHP(shaft​horse​power= 轴马力)级別的PT6A系列的发动机等级上给市场提 供了69种、超过41000台的发动机。由于发动机总飞行时间已经达到3亿3500万小时,市场将进入一 个大范围产品更换的发展时期。最近更引人瞩目的消 息是,大型航空集团波音公司的副总裁在对外发表中 宣称波音公司於2002年开始15年应用金属3D列印制作了5万个以上的产品。

     

    图 3:OPM 研究所制作的 Inc718 产品

    OPM研究所也一直致力於航空航天中广泛所使用的材 料Inconel718的研发,目前已达到 ・99.9%的密度 ・列印时可实现复合加工(刀具φ2以上)・热处理后硬度达到HRC46 下一章将给大家进一步介绍我们在航天事业的应用。■

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