改变金属3D打印支撑让成本降低20%

2018年7月16日，南极熊从外媒获悉，美国匹兹堡大学Swanson工程学院的一组研究人员获得了100万美元的资金，用于通过增材制造推进核电站部件的设计和制造。 该奖项是美国能源部（DOE）核能核能技术（NEET）计划的一部分。

△To博士站在斯旺森学校ANSYS增材制造研究实验室的EOS DMLS M290旁边。

增材制造工艺需要支撑结构以在打印期间保持部件的结构完整性。 不幸的是，移除这些支撑件不仅昂贵，而且如果支撑件位于物品的内部也可能难以实现。 迄今为止，3D打印技术一直难以在核工业中找到应用，这需要经济有效地制造复杂的部件。

这项新颖的研究将由Swanson学院机械工程和材料科学（MEMS）副教授Albert To领导。 共同研究人员包括Pitt的MEMS助理教授Wei Xiong和科罗拉多矿业学院机械工程助理教授Owen Hildreth。

该团队的主要目标是开发创新的支撑，更好的拓扑优化和改进的微结构设计。如果成功，它有可能以更低的成本生产最先进的核部件，具有最小的变形和更大的结构完整性。

“在增材制造的科学理解中仍然存在许多差距，尤其是在减少构建失败和成本的同时优化装配过程，”Albert To和Wei Xiong教授解释到。 “......通过集成可溶解支撑，拓扑优化，微结构设计，我们有机会大幅降低AM组件的后处理成本，同时确保具有复杂内部特征的设计的可制造性，如核工业所需的那些。”

△由于激光粉末床增材制造过程中的过度残余变形，导致复杂部件的构造失败。 图片来源：Swanson工程学院

根据Hildreth的说法，后处理占AM产品生产成本的30％到70％，支撑的拆除占这些成本的大部分。 “我们的可溶解支撑技术将使制造成本降低20％，并将制造时间表改善至少六个月，”他解释道。

“这项工作将有助于为不仅仅是核应用提供可溶解的支持，而且可以为更广泛的金属AM社区带来支撑的技术方案，从而可以显著降低成本。 Metal AM预计将在五年内成为价值212亿美元的行业，这些可拆卸支撑可为行业节省100亿美元，同时还可扩大设计自由度并减少后处理加工。