3-D printet værktøj skærer gennem titanium, vinder innovationspris

Ph.D. kandidat Jimmy Toton fra RMIT University i Melbourne, Australien, har vundet 2019 Young Defence Innovator Award og $15, 000-prisen på Avalon International Airshow for forskningen, som blev udført med Defence Materials Technology Center (DMTC) og industripartner Sutton Tools.

Fordi metallerne, der bruges i forsvar og rumfart, er så stærke, at lave værktøjer af høj kvalitet til at skære dem er en stor opgave, og dyrt, udfordring.

Dette samarbejdsprojekt udført på RMITs Advanced Manufacturing Precinct er den første overbevisende demonstration af 3-D printede stålværktøjer, der kan skære titanlegeringer såvel som, eller i nogle tilfælde bedre end, konventionelt stålværktøj.

"Nu hvor vi har vist, hvad der er muligt, det fulde potentiale af 3-D-print kan begynde at blive anvendt til denne industri, hvor det kunne forbedre produktiviteten og værktøjets levetid og samtidig reducere omkostningerne, " sagde Toton.

Teamets højtydende stålfræsere blev fremstillet ved hjælp af Laser Metal Deposition-teknologi, som virker ved at føre metalpulver ind i en laserstråle. Når laseren bevæger sig, og metallet størkner ved bagkanten, et 3D-objekt bygges lag for lag.

Denne additive fremstillingsproces gør det også muligt at bygge objekter med komplekse interne og eksterne strukturer.

Toton overvandt betydelige udfordringer med at få lagene til at 'printe' til at danne stærke, revnefrie dele, da han tog dette fra det første koncept til udvikling.

Han arbejder nu på at etablere en print-to-order-kapacitet for Australiens avancerede produktionsforsyningskæder.

"Producenter skal udnytte disse nye muligheder fuldt ud for at blive eller forblive konkurrencedygtige, især i tilfælde, hvor fremstillingsomkostningerne er høje, " sagde Toton.

"Der er en reel mulighed nu for at være førende med denne teknologi."

DMTC administrerende direktør, Dr. Mark Hodge, sagde, at vigtigheden af ​​produktivitet og omkostningseffektivitet for australske producenter ikke bør undervurderes.

"Innovationer i forsyningskæden og fremskridt som forbedret værktøjskapacitet bidrager alle til at opfylde præstationsbenchmarks og positionere australske virksomheder til at vinde arbejde i lokale og globale forsyningskæder, " han sagde.

"Omkostningerne ved øvelser, fræsere og andet værktøj i løbet af de store kontrakter om forsvarsudstyr kan løbe op i tiere, hvis ikke hundreder, på millioner af dollars. Dette projekt åbner vejen for at gøre disse højtydende værktøjer billigere og hurtigere, her i Australien."

Sutton Tools Technology Manager, Dr. Steve Dowey, sagde, at det at have Toton i tæt samarbejde med dem som ingeniørpraktikant under hans forskning var afgørende for at sikre industrirelevante resultater.

"Dette projekt eksemplificerer etoset om kapacitetsopbygning gennem industriel anvendt forskning, i stedet for blot at fokusere på fremragende forskning for sin egen skyld, " sagde Dowey.

RMITs Advanced Manufacturing Precinct Director og Totons supervisor, Professor Milan Brandt, sagde, at arbejdet var en klar demonstration af teknologiens potentiale.

"Additiv teknologi er stigende globalt, og Jimmys projekt fremhæver et marked, hvor det kan anvendes på netop på grund af de fordele, som denne teknologi tilbyder i forhold til konventionelle fremstillingsmetoder, sagde Brandt.