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一台服役近20年的EOS P 390仍在产:NW Rapid Manufacturing如何用SLS成就无人机增材制造

俄勒冈州麦克明维尔的一间厂房里,有一台2006年制造的EOS P 390还在跑。

这台机器服役快20年了,是Northwest Rapid Manufacturing的主力设备。

公司总经理Nick Classen说,这台2008年购入的系统「一直是我们的主力设备,年复一年地帮助我们为客户提供一致的结果。」


这家公司的起点,是俄勒冈州麦克明维尔的一个车库。2005年,Chris Harris创立了Northwest UAV,给一家叫Insitu的无人机制造商做小型单缸发动机。


Insitu后来在2008年被波音收购。


多年下来,Northwest UAV的团队扩大到近100人,给Insitu和其他无人机公司供应发动机系统,还卖自有品牌的无人机发动机。


2008年,公司又衍生出了SLS制造服务业务,就是Northwest Rapid Manufacturing。


自那以后,NW Rapid Manufacturing一直负责Northwest UAV所有的增材制造需求。


靠着一支可靠的EOS SLS 3D打印机机队、辅助设备和经验丰富的工程团队,把功能性原型和最终用途的无人机零部件变成实物。


这几年,服务范围也扩展到了其他客户,包括其他无人机制造商,还有航空航天、汽车和医疗领域的公司。


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我们最近和Nick Classen聊了聊,谈增材制造在无人机市场里的位置,尤其是SLS技术,以及和EOS的紧密合作怎么成了成功的关键。


在Classen看来,3D打印从无人机行业早期就天然契合。


原型迭代快,不需要任何模具,测试功能和适配性都方便。


设计自由是另一个关键吸引力,无人机制造商能把多个组件整合成一个整体装配,还能优化零件几何形状来减重。


「最大的亮点在于我们看到了零件数量和重量的显著减少。


过去需要20个零件来组装飞机上的某个安装支架,而现在借助SLS技术实现的复杂几何形状,我们可以用一个零件完成。」Classen说。


减重是零件整合的自然结果,连接件少了,重量自然下来。


无人机对重量很敏感。


机身或发动机结构轻一点,性能就上去了。


「减重一直是无人机行业关注的焦点,因为设备越重,有效载荷就必须越轻,飞行和盘旋时间也就越短。


这是SLS 3D打印最大的优势之一。」他补充道。


SLS跟其他聚合物增材制造技术比,还能做出结构坚固、接近各向同性的零件,公差控制得好。


所以零件只需要最少的后处理,就能用到功能性应用上,比如测试原型和最终用途零件。


「SLS是市场上最适合无人机应用的技术之一。」Classen说。


NW Rapid Manufacturing的工厂里现在有三套工业级EOS SLS系统。


那台2006年造的EOS P 390是主力,另外还有两台。


随着客户群体扩大,公司正准备装两套新系统,一台是双激光的EOS P 770,用于高通量打印,另一台是二手的INTEGRA P 450,用来弥合原型制作和小批量生产之间的差距。


公司打算2027年把产能翻倍,2028年再翻一倍。


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和3D打印产能配套的,是一整套后处理解决方案。


喷砂是标准生产服务成本的一部分,还有振动抛光、手工打磨、蒸汽平滑、钻孔、平滑处理、喷漆、染色、电镀等等。


「我们和其他3D打印服务商的区别之一,在于我们自己完成广泛的后处理工艺。」


这些后处理让零件外观专业,性能也过关,对无人机来说这两点都是硬标准。


材料方面,NW Rapid Manufacturing用多种聚酰胺(尼龙)粉末。


Classen说,原型制作大多数人选Nylon 12,因为它最常见,价格相对便宜,还是其他材料的公差基准。


公司还打印生物基Nylon 11,以及阻燃、碳纤维增强、玻璃纤维增强和铝粉填充尼龙等特种粉末。


碳纤维和玻璃纤维增强粉末在无人机结构里特别受欢迎,强度重量比好,抗应力性能也强。


2027年,公司还计划把生产扩展到金属零件。


这些材料能做的无人机零件不少,发动机整流罩、冷却导流罩、油箱、安装支架,还有各种机体结构件。


前面说到,这家3D打印服务商的母公司是Northwest UAV,后者给Insitu等无人机公司供应关键部件,包括波音Insitu ScanEagle。


NW Rapid Manufacturing还给其他无人机领域的客户做零件。


其中一个是Matternet,商用无人机配送系统的开发商,跟UPS、英国国家医疗服务体系(NHS)和阿布扎比医疗网络都有合作。


「Matternet是美国首个获得FAA批准的无人机配送系统的创造者。」Classen说,「他们预计在2026年底和2027年初实现显著增长。」


Matternet今年5月刚通过超额认购的私募配售融了约3300万美元。


NW Rapid Manufacturing帮Matternet开发了一款配送小件货物的无人机。


这架无人机要耐用、轻便、容易组装。


他们用GLS 840和PA 2201材料迭代了多种设计方案,找到了最佳结构。


项目最终成功,Matternet设计负责人伊多·巴鲁钦说:「NW Rapid是产品开发过程中你最希望身边的合作伙伴。」


NW Rapid Manufacturing还给AeroVironment做过项目,这家公司是美国国防科技公司,专注无人驾驶航空系统。


对SLS技术和无人机系统要求的内部知识,让NW Rapid Manufacturing成了无人机行业一个独特的合作伙伴。


Classen说,客户下订单时,他们的工程师会在打印前对3D模型提反馈。


「我们会告诉他们什么样的设计最适合打印,并且后处理工作量最少。


之后,我们通常会打印几个原型,他们进行适配检查,然后进入生产阶段。


如果客户没有内部设计能力,我们还可以为他们设计定制零件。」


作为无人机原型和最终用途组件的供应商,NW Rapid Manufacturing自己也得靠设备的一致性和可靠性。


公司很庆幸找到了EOS这个合作伙伴。


前面说的那台20年的EOS 3D打印机还在跑,如果这还不能证明EOS系统的长寿性,那我们不知道还有什么能证明了。


这种长寿性既靠硬件本身,也靠EOS的支持。


「大多数情况下,我们只需偶尔更换一些备件。


但如果机器出现其他问题,我们第二天就能找到技术人员上门。


我们打算继续与EOS合作,因为无论是供应链还是技术支持方面的支持都非常到位。」Classen说。


从麦克明维尔的车库,到无人机遍布的天空,这条路走了快20年。


那台2006年的打印机还在转,像是这条路的见证。

08-10 20:19 转载自:voxelmatters,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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