网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

为波音3D打印一套2吨重的金属模具,美国橡树岭实验室

0
分享至

导读:3D打印金属模具,使用最多的是SLM工艺,那么电弧增材(WAAM)能否用来打印模具呢?

南极熊获悉,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)于2026年9月21日公布与波音合作完成的大型金属增材制造项目,双方利用电弧增材制造(WAAM)技术3D打印出一套近2吨重的Stamp Form Die(SFD)成型模具,用于生产热塑性复合材料部件。


△ORNL 3D打印SFD模具

这套模具高约6英尺、宽约4英尺,连续打印历时8周,后续将由波音用于NASA高产率复合材料飞机制造项目HiCAM,以验证大型热塑性复合材料飞机部件快速成型工艺。SFD属于压力成型工装,热塑性复合材料板材在加热后置于上下两套金属模具之间,通过压力完成零部件成型。传统SFD通常要经机加工、铸造、锻造和钻孔等多道制造工序,ORNL与波音此次重点验证能否利用WAAM缩短大型工装制造周期,并把温控通道直接集成到模具内部。


多材料WAAM把温控流道织进模具

项目使用ORNL制造示范工厂的Arc-1系统进行打印,这套系统由工业机器人和焊枪组成,通过连续熔化金属丝逐层堆积成形,并可同时送入多种金属材料。此次模具主体承力区域采用低碳钢,以满足结构强度和刚度要求;工作表面则沉积不锈钢,以提高耐腐蚀性、尺寸稳定性和长期使用耐久性。多材料WAAM工艺使同一大型工装能够按照不同区域的性能要求配置材料。

温控结构是这套模具设计的另一重点。传统大型金属模具通常通过钻削形成直线加热和冷却通道,而增材制造允许工程师在打印过程中直接形成沿模具曲面布置的弯曲流道,使加热和冷却介质更加贴近成型表面。这种设计能够改善模具温度分布和热循环效率,对热塑性复合材料快速加热、成型和冷却过程具有直接作用。

大型钢制工装在WAAM过程中面临明显的残余应力和变形问题。随着熔融金属逐层沉积并冷却,模具容易产生扭曲和尺寸偏差。ORNL团队为此在模具背部加入临时加强肋,并利用残余应力模拟持续修正结构设计和打印补偿参数。项目累计完成32轮模拟迭代后,最终打印件与目标几何形状之间的偏差控制在数毫米范围内。


△Arc-1电弧增材系统

退火精加工后进入HiCAM

打印完成后,模具被运往密歇根州Baker Industries进行退火处理,以释放内部残余应力,随后拆除打印阶段设置的临时支撑肋,并继续完成精加工和其它制造工序,使最终SFD达到波音的使用要求。Baker Industries为Lincoln Electric旗下企业,而此次WAAM技术此前由ORNL与Lincoln Electric通过合作研发协议共同推进。

这套模具将进入NASA HiCAM项目的复合材料飞机制造验证体系。HiCAM重点研究如何提高复合材料民用飞机结构的制造速率,其中热塑性复合材料快速成型是重要技术路线之一。此次项目验证的是大型金属成型工装的制造环节,并非直接3D打印飞机结构件;核心节点在于利用多材料WAAM完成近2吨级复杂航空复合材料模具,并把温控流道、结构补偿和后续精加工整合到完整制造流程中。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
一个中产家庭的自述:我把全家底丢给豆包工作做体检,发现抗风险能力几乎为零

一个中产家庭的自述:我把全家底丢给豆包工作做体检,发现抗风险能力几乎为零

锐眼财经
2026-10-14 12:29:57
盘点7位高颜值澳大利亚国宝级美少女老师

盘点7位高颜值澳大利亚国宝级美少女老师

吃瓜党二号头目
2026-10-06 20:02:01
“我妈要敢在宿舍里这样,我就退学”,一段女家长视频让人力竭了

“我妈要敢在宿舍里这样,我就退学”,一段女家长视频让人力竭了

熙熙说教
2026-09-07 12:52:29
仅差13公里,台风蔷琵差点登陆我国

仅差13公里,台风蔷琵差点登陆我国

追风爱好者
2026-10-24 16:29:43
俄方寸步不让:天然气管道非得取道蒙古进入中国

俄方寸步不让:天然气管道非得取道蒙古进入中国

果妈聊娱乐
2026-10-01 16:13:46
“恨我爸无能,盖个章都费劲!”女大学生无知发言走红,网友:真把公司当自己家了?

“恨我爸无能,盖个章都费劲!”女大学生无知发言走红,网友:真把公司当自己家了?

蝴蝶花雨话教育
2026-10-25 08:21:37
美日拉9国想逼中国低头?俄罗斯突然下场:不是帮忙,是来算账的

美日拉9国想逼中国低头?俄罗斯突然下场:不是帮忙,是来算账的

麓谷隐士
2026-10-23 00:10:04
菲律宾传来消息,萨拉弹劾案出现了意想不到的变数!

菲律宾传来消息,萨拉弹劾案出现了意想不到的变数!

果妈聊娱乐
2026-10-24 17:44:41
苏州这一夜:热巴霸气开场,黄多多紧张,被发着烧的刘亦菲惊艳了

苏州这一夜:热巴霸气开场,黄多多紧张,被发着烧的刘亦菲惊艳了

梦在深巷qw
2026-10-24 12:25:04
钱再多也没用!不到两个月,6位亿万富豪接连去世,最小的才 57岁

钱再多也没用!不到两个月,6位亿万富豪接连去世,最小的才 57岁

花小猫的美食日常
2026-10-25 00:45:04
《伟大的长征》:为什么康克清能在长征途中,一直留在丈夫身边?

《伟大的长征》:为什么康克清能在长征途中,一直留在丈夫身边?

情感大头说说
2026-10-24 15:00:47
蒯曼林诗栋只配打三单!国乒男女团输日本队,王皓于子洋重大失误

蒯曼林诗栋只配打三单!国乒男女团输日本队,王皓于子洋重大失误

曹说体育
2026-10-25 08:59:52
李连杰:后事一切从简,不用立碑也不用办丧事,树葬海葬都无所谓

李连杰:后事一切从简,不用立碑也不用办丧事,树葬海葬都无所谓

锅锅爱历史
2026-10-19 19:13:17
哈曼:不知道凯恩是否已知金球奖结果,拿了的话对德甲是大事

哈曼:不知道凯恩是否已知金球奖结果,拿了的话对德甲是大事

懂球帝
2026-10-24 21:41:31
宁波一小区物业设电子屏滚动播放业主欠缴费用,包含姓氏、楼栋等信息,物业回应:欠费总金额数百万,在走诉讼流程

宁波一小区物业设电子屏滚动播放业主欠缴费用,包含姓氏、楼栋等信息,物业回应:欠费总金额数百万,在走诉讼流程

扬子晚报
2026-10-24 14:47:20
给男生宿舍贴磨砂膜解决女生隐私?中科大贴膜当晚叫停

给男生宿舍贴磨砂膜解决女生隐私?中科大贴膜当晚叫停

大厂编外实习生
2026-10-24 15:05:47
开始查普通医生!中纪委划4条硬杠,2026年医疗反腐变天!

开始查普通医生!中纪委划4条硬杠,2026年医疗反腐变天!

细说职场
2026-10-24 13:55:28
50岁小燕子近况曝光!皮松脸垮下垂明显,新加坡顶光拍面相都变了

50岁小燕子近况曝光!皮松脸垮下垂明显,新加坡顶光拍面相都变了

不似少年游
2026-10-21 11:35:46
贾乃亮李小璐罕见同框,合体为甜馨庆祝14岁生日,甜馨模样变化好大

贾乃亮李小璐罕见同框,合体为甜馨庆祝14岁生日,甜馨模样变化好大

娱站
2026-10-24 02:04:40
美国驻巴林、伊朗、伊拉克、以色列、约旦、科威特、黎巴嫩、阿曼、卡塔尔、沙特阿拉伯、叙利亚、阿联酋、也门等国大使馆,发布最新警告

美国驻巴林、伊朗、伊拉克、以色列、约旦、科威特、黎巴嫩、阿曼、卡塔尔、沙特阿拉伯、叙利亚、阿联酋、也门等国大使馆,发布最新警告

极目新闻
2026-10-25 08:03:11
2026-10-25 09:44:49
南极熊3D打印网 incentive-icons
南极熊3D打印网
中国3D打印互动媒体平台
14444文章数 16132关注度
往期回顾 全部

科技要闻

一会儿繁荣一会儿末日,美国政界受够AI巨头了

头条要闻

女子花200万买保险结果业务员给她老公打电话:恶心

头条要闻

女子花200万买保险结果业务员给她老公打电话:恶心

体育要闻

从乐透秀到总冠军再到没工作 一共要几年?

娱乐要闻

翁虹19岁女儿三次拒爱,在美国上学却“不随便”

财经要闻

手机洗牌:华为苹果守住了 小米OV换打法

汽车要闻

大众安徽与众09正式上市 双十一权益价16.99万起

态度原创

游戏
艺术
健康
本地
公开课

R星开放世界谍战项目取消 丹·豪泽称难以打磨到位

艺术要闻

中国画家油画里的东方女神美到失语!一眼沦陷,怎么看都看不够

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

本地新闻

这么近,那么美,周末赴贺州丨大湾区后花园

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版