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从48小时到60天:Caracol WAAM技术如何用应用先行改写船舶与航空航天交付周期

坦率的讲,当我们听说一个金属阀体从铸造需要60天,而3D打印只要48小时的时候,第一反应就是这怎么可能?但Caracol的Vipra AM系统确实做到了。


这个阀体来自船舶维修公司JOME Engineering,用的是不锈钢,近净成形,能耗和材料浪费都少很多。


而且你看,这只是一个例子。Vipra AM的应用远不止于此。

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Caracol是家意大利公司,在增材制造里深耕了十几年。


最早做的是热塑性和复合材料,平台叫Heron AM。


到2024年,他们正式推出了金属WAAM系统Vipra AM,开始进军电弧增材制造。


Vipra AM是一套高度自动化的交钥匙系统,专为大件金属制造设计。


它的核心理念是应用先行,先搞清楚用户要做什么,再针对性地设计技术方案。


那么WAAM到底是什么?


其实就是用电弧熔化金属丝,一层层堆叠出三维结构。


这种技术材料适用范围广,尤其适合造大件,沉积速度非常快。


Vipra AM用的就是WAAM,但Caracol加了不少软硬件绝活,让它从众多WAAM系统里跳出来。


当然,我们得承认WAAM技术本身不是新东西,很多公司都有,但Caracol的整合确实让它在实际应用中更顺手。


先说它的沉积头,专为极高生产率设计,集成了冷金属过渡CMT技术。


这个CMT用低热焊接源熔化铝或镍合金丝,能做到高沉积速率,同时热影响区小,零件变形也小,特别适合交付周期紧的大活儿。


然后,它的架构很特别,九轴。


大多数竞争对手的WAAM是八插补轴,Caracol多了一个定位滑台作为第九轴。


别小看这一个轴,它让系统能轻松处理大型重型零件,不需要额外用叉车来辅助装卸。


也就是说,操作更安全也更高效。


就拿这个航空航天模具组件来说,正是Vipra AM的拿手好戏。


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安全性呢?


WAAM打印有高温、弧光、烟尘,操作员安全必须到位。


Caracol在这方面想得很周全。


它有个封闭单元,配了自动门。


这个门不只是物理屏障,还能提供完全的光学保护,并且内置智能传感器,成为主动安全元素。


地板下嵌了传感器,要是操作员还在单元内,系统根本不会启动。


再加上烟尘抽排系统,以及无影照明监控,让操作员关门也能看清打印过程。


所有这些通过一个集中式人机界面(HMI)系统控制,很方便。


Caracol的首席创新官Giovanni Avallone说,每一层安全防护都是协同设计的,从地板传感器到自动门,再到HMI,整套系统在高监管行业里很有竞争力。


除了安全,Vipra AM还配了一套模块化过程监控系统。


它的核心是高温计,每个打印层都能测温度。


这个高温计跟弗劳恩霍夫IAPT合作开发的闭环系统相连,能自动调整层间等待时间,保证最佳热窗口。


其他核心传感器还在监控层几何形状、热发展和气体流量。


如果你想要更多监控,还有可选工具。


比如一个惰性气体保护系统,30秒就能装到焊枪上,需要时就局部惰化,不需要时拿下来保持灵活。


还有热成像焊接相机,可以生成整个工作区的热图,重建温度分布。


还有轮廓仪,用2D扫描捕捉焊道轮廓,用来设置新工艺参数。


三维扫描仪则在打印过程中捕捉零件的3D快照,跟CAD模型对比尺寸精度。


还是那个Avallone,他说,当你把九轴架构、CMT沉积和闭环热控制组合起来,你得到的就不是单一功能,而是一种全新的制造能力。


客户反馈交付周期从数周缩短到数小时,材料浪费也少了,有些零件用其他方法根本做不出来。


我们前面说的阀体只是其中之一。Vipra AM的应用范围还在扩大。


比如在航空航天领域,意大利公司Eligio Re Fraschini就用它3D打印了一个翼梁模具组件,用来做碳纤维铺层。


结果呢?


3D打印模具比传统制造的轻了一半,而且材料浪费少,制造速度快。


验证全面成功。


国防领域也有硬核应用。


国防公司NP Aerospace用Vipra AM生产了一个110公斤的悬挂与差速器支架,用在Mastiff装甲巡逻车上。


这个零件只用60小时就打印完了,而传统方法需要更长时间。


车辆的关键部件要承受动态载荷和冲击,3D打印完全满足性能要求,还缩短了交付周期一半。


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还有更多案例,比如大型船用螺旋桨、载人卫星的压力罐、定制机械组件、汽车结构件等等。


Vipra AM的潜力还在不断释放。


说到底,Vipra AM的真正厉害之处,不只是那些硬件和参数,而是它怎么从实际应用出发,倒推出来一整套制造方案。


你想想看,从阀体到模具到装甲车支架,每个案例都缩短了大量时间,省了材料,甚至造出了传统方法不可能实现的形状。


它还带来了更大的设计控制、零件整合能力,以及供应链的敏捷性。


所以说,用Avallone的话讲,这就不是单个功能,而是根本不同的制造能力。


坦率的讲,我们觉得这种应用先行的开发理念,正是工业增材制造往前走的正确方向。


昨天 19:18 转载自:voxelmatters,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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Caracol Vipra AM WAAM CMT Heron AM JOME Engineering Eligio Re Fraschini NP Aerospace 弗劳恩霍夫IAPT 不锈钢 镍合金 九轴 闭环控制 电弧增材制造
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