增材制造設(shè)計(jì)的新技術(shù)
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發(fā)布時(shí)間：2018 / 11 / 19
桑迪亞為期三年的實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目證明了使用增材制造作為一種全新設(shè)計(jì)工具的可行性，與從手工繪圖到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)再到加工零件的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)大不相同，Ted Winrow說(shuō)道，機(jī)械領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的工程師。該項(xiàng)目不是專注于印刷精密零件，而是專注于如何將精確度較低的3-D印刷零件與精密工具結(jié)合在一起，利用增材制造的快速原型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)和制造。“那種似乎迷失的細(xì)微差別，你必須以不同的方式設(shè)計(jì)，”溫羅說(shuō)?！八鼪](méi)有插入標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)過(guò)程?！?/span>
他說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種重量更輕，價(jià)格更便宜的地面望遠(yuǎn)鏡，在傳統(tǒng)制造的望遠(yuǎn)鏡的三分之一時(shí)間內(nèi)成本約占成本的五分之一。他們使用3D打印組件，模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)于望遠(yuǎn)鏡光學(xué)設(shè)計(jì)，圖像校正算法也有助于節(jié)省資金。該技術(shù)將經(jīng)常性成本轉(zhuǎn)移，“每個(gè)部分必須精確，非常規(guī)成本，你只需購(gòu)買(mǎi)一套可以使用10年的工具，”Winrow說(shuō)。“因此，當(dāng)您進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，您可以節(jié)省成本。您可以節(jié)省時(shí)間，因?yàn)槟粫?huì)等待通過(guò)加工制造每件產(chǎn)品。
有兩種方法可以構(gòu)建任何精密結(jié)構(gòu)：使每個(gè)部件都具有精確的公差，因此裝配簡(jiǎn)單，或者制作更粗糙的部件，并使用非常精確的裝配工藝來(lái)彌補(bǔ)尺寸的不足。加工可以創(chuàng)建具有極其精確尺寸的零件，但它不能廉價(jià)地制造，或者在某些情況下，制造可能具有功能和重量?jī)?yōu)勢(shì)的奇怪的3-D印刷設(shè)計(jì)。增材制造形成材料聚合物，陶瓷或金屬同時(shí)它創(chuàng)造了一個(gè)部件。正在研究如何影響材料的性質(zhì)以及特性在特定用途中是否重要。然而，設(shè)計(jì)是一個(gè)單獨(dú)的問(wèn)題。
桑迪亞申請(qǐng)了單片鈦合金彎曲的專利，這是望遠(yuǎn)鏡鏡架的一部分。彎曲是指像剛體之間的關(guān)節(jié)一樣使用的各種元素。通過(guò)彎曲元件產(chǎn)生線性或旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。將金屬剛性地安裝到玻璃上不起作用，因?yàn)殡S著溫度的變化，兩種材料以不同的速率膨脹和收縮，并且玻璃可能變形甚至破裂。彎曲部分像彈簧一樣，雖然看起來(lái)不像彈簧。Sandia的設(shè)計(jì)大致為圓柱形，長(zhǎng)約2英寸，直徑為3/4英寸，具有非常薄的彎曲葉片。三個(gè)撓性支架通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂連接到鏡子上，減輕了鏡子連接到碳纖維骨架的膨脹和收縮應(yīng)力。
結(jié)語(yǔ)：該項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束，但桑迪亞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師現(xiàn)在正在使用它的信息，他說(shuō)。“這就是項(xiàng)目所關(guān)注的，這些方式如何使它更快，更便宜，同樣好，”Winrow說(shuō)?！叭绻阏?wù)撃憧梢苑艞壍氖虑?，你可以在事后補(bǔ)償?shù)氖虑?，它?huì)在設(shè)計(jì)方面打開(kāi)領(lǐng)域。”
