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            Beehive Industries進行新型 3D 打印噴氣發動機點火測試,制造周期僅有16天

            3D打印動態
            2024
            03/22
            20:20
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            2024年3月22日,南極熊獲悉,美國航空航天和國防制造商Beehive Industries的新型渦輪噴氣發動機演示機首次在該公司丹佛總部的定制測試室中啟動。這家增材制造資深用戶表示,這一重要里程碑是在創紀錄的時間內實現的,僅僅用了16個月從一張白紙設計概念到正式點火并首次獨立運行。


            Beehive Industries 總裁兼總經理Gordie Follin表示,現在是從事美國制造業,尤其是增材制造工作的最佳時機。Follin設計和制造噴氣發動機已有20多年的經驗,他認為增材制造是充分利用新技術的獨特機會。他相信它可以開啟新推進系統的未來。

            他在 Beehive 網站上發表的采訪中說道:“我的整個職業生涯都在噴氣發動機領域工作,包括工程方面、項目管理方面,現在正在開發新的 3D 打印發動機。在 Beehive,我看到了一個獨特的機會,可以采用增材制造并將其應用于國防目的,為無人機(包括彈藥和無人機)開發新的推進系統!


            Beehive Industries 背后的理念是整合各個領域專家,在增材制造和推進系統之間架起一座橋梁,并在組織的各個層面擁有豐富的傳統噴氣發動機設計經驗。通過收購和有機增長,Beehive 建立了深厚的增材制造專業知識和能力

            該公司建立了100%基于美國的垂直整合供應鏈,近95%的設計、測試和制造在內部完成。其主要重點是專門設計的無人應用,例如無人機。Beehive的噴氣發動機可以以 50% 的成本、一半的設計和制造時間提供10% 至 30% 的性能提升。

            福林解釋道:“Beehive Industries 的另一個有趣的方面是該公司的添加劑優先方法。增材制造和傳統制造之間最大的區別是時間。幾乎所有增材設計過程都會變得更快。在 Beehive,我們從概念到噴氣發動機測試的過程大約需要14個月。這幾乎是傳統噴氣發動機制造時間的一半,甚至三分之一!

            這是可能的,因為 Beehive Industries 主要專注于無人系統,其要求與商業航空不同。組件測試階段可以更快地到達,團隊可以很快使設計成熟。例如,借助增材制造,他們在不到3個月(而不是14個月)的時間內完成了 BTJ-500 噴氣發動機的發動機組件測試和控制測試。當Beehive 進行引擎測試時,該項目已進入第 5 或第 6 版修訂版。對于傳統制造來說,最多只能是版本2。

            在美國進行測試

            增材制造可以通過實際測試與分析來驗證設計,但實際測試可能會更慢,而且不一定準確。測試數據不會說謊。增材制造可以更快地開始測試,這有助于更快地實現最終設計。Follin 解釋道:“在Beehive,我們使用增材制造來加速這一過程。我們還部署增材打印儀器,這提供了額外的速度和靈活性優勢。當您可以打印測試所需的儀器或將儀器打印到零件中時,您可以非?焖俚卣{整設計!

            此外,增材制造使一家美國制造商能夠真正將金屬粉末帶入其工廠的一扇門,并從另一扇門取出成品。這意味著 Beehive 的發動機幾乎可以完全在一個工廠內制造,利用整合的零件和簡化的發動機設計。這導致供應商減少,而這些供應商位于美國,中斷的可能性更小。

            Follin說:“考慮到發動機的每個部件都可能出現問題。因此,您在全球網絡中的依賴性越少,您的供應鏈就越安全。增材制造需要更少的零件,從而大規模降低風險!


            Beehive 的丹佛總部擁有兩個定制的發動機測試室。該基礎設施的開發與噴氣發動機演示機同時開始,并于今年早些時候完成。

            對于像 Beehive Industries 這樣的公司來說,增材制造的另一個不為人知的好處是它可以向前部署。一旦鎖定設計并成功打印和測試,擴展和物理移動制造就相對容易。與依賴鑄造廠和專業勞動力的傳統制造不同,增材制造不依賴于特定的設施或地點。將其視為快速移動的供應鏈。與鑄造廠不同,移動打印機和金屬粉末相對容易。

            Follin 認為增材制造還可以快速擴展。 Beehive 可以快速擴大我們發動機的生產規模。例如,僅在 Beehive 三個工廠之一的一小部分中,每年就可以生產近 2,500 臺發動機。

            Follin說:“通過匯集噴氣發動機和增材制造專業知識,專注于無人駕駛應用,并建立垂直整合的供應鏈,我們相信我們正在為正確的時間為正確的應用構建正確的流程,”結果是無人機系統的一流解決方案。我們將繼續創新并加速開發,同時與客戶合作開發定制噴氣發動機,充分利用增材制造的潛力!


            使用增材制造制造航空航天鑄造核心

            雖然 Beehive 在使用金屬增材制造直接零件生產方面處于領先地位,但該公司還在 2021 年投資收購了其鑄造合作伙伴 Eagle EngineeredSolutions,這是一家全球領先的 3D 打印陶瓷芯、蠟和金屬鑄造模型供應商。熔模鑄造和砂型鑄造行業。

            Beehive Industries 首席執行官穆罕默德·埃赫特沙米 (Mohammad Ehteshami) 表示:“我們的使命是實現行業定義的進步,進而為美國再工業化提供實力、創新和工具。EagleEngineered Solutions 是一家美國擁有和經營的公司,專注于快速增長的市場中的先進技術。此次收購不僅支持我們公司的發展,也支持我們國家未來的競爭優勢。我們致力于讓不可能的設計成為可能。Eagle 的直接打印陶瓷核心技術可幫助客戶實現極其復雜的設計,促進更小、更高效且價格實惠的發動機系統的生產!

            Eagle 現在作為 BeehiveIndustries 工程解決方案部門的一部分運營,該團隊致力于增強和擴展其為鑄造廠提供解決方案的能力。Eagle位于俄亥俄州弗農山的制造和生產工廠擁有超過 35 名員工和40 臺 3D 打印機,也有助于促進 BeehiveIndustries 創新孵化器 Innovation Technologies 目前的項目。

            埃赫特沙米說:“美國制造業的未來不是基于產量,而是基于我們快速解決復雜問題和大規模實施新創新的能力。我們將 Eagle 的技術與我們的技能和資源相結合,以實現快速、可擴展和高效的發展。我們對此次收購帶來的近期和長期應用感到非常興奮!


            過渡到調幅

            對于 Beehive Industries 來說,從鑄件和鍛件轉向增材制造為美國制造業提供了大量機會。對于其首席制造技術官瓊斯(Jonaaron Jones)來說,增材制造是美國制造業的未來。

            Jones的主要工作重點是通過為生產和設計團隊提供制造解決方案和指導來支持客戶。他的工作還涉及研發方面,因為對于許多客戶來說,這是他們首次使用增材制造。Jones的團隊與他們齊心協力,找出改進措施,從而縮短交貨時間、提高性能和提高零件質量。

            Beehive 還在開發可打印超級合金,以滿足增強功能和性能的需求。對于大多數客戶應用,增材制造商使用更傳統的材料,例如In718 和 In625,這些材料具有高度可焊接性且更易于使用。然而,這些傳統合金存在局限性,包括強度和耐熱性。為了解決這些限制,Beehive 正在采用新的超級合金用于增材制造工藝。

            Jones說:“在Beehive,我們匯集了原本可能被孤立的專家和專。我們擁有一支強大的團隊,其中包括學術冶金學家、一系列工程專家以及其他帶來獨特理解或方法的人。我們在協作環境中將這種多樣性的經驗和觀點結合在一起,并鼓勵他們不斷測試/打印材料樣本。我們正在研究具有更高性能和可焊性具有挑戰性的合金。增材制造的零件也更接近于直接從打印機中使用,因此過程非常不同。由于我們采用增材制造處理材料的獨特方式,我們可以非?焖俚厝刍屠鋮s它們。因此,我們可以定制微觀結構并有可能抑制其開裂的傾向。這為新型、更好的增材打印高溫合金打開了大門!

            到目前為止,我們發布了三種新型高溫合金。一種是 Mar-M 509,目前已有多家 Beehive 客戶正在使用,其次是 Inconel 939 和 Mar-M 247。最后一種材料最初是一項內部挑戰,Jones 指出現在在增材制造中使用它的能力反映了Beehive 堅持不懈地通過傳統冶金和創新理念尋找解決方案。

            他預計,當各行業開始設計利用增材制造的優勢時,增材制造的最大好處將得到體現,Beehive的噴氣發動機就是一個明顯的例子。它們從一開始就被設計為利用增材制造提供的優勢,使其與傳統噴氣發動機顯著不同。除了增材制造之外,沒有其他方法可以制造 Beehive 的大部分發動機部件。


            觸及最終用戶群

            2021 年完成的另一項收購是VolunteerAerospace,它正在幫助 Beehive Industries 成為
            波音、洛克希德·馬丁、諾斯羅普·格魯曼和 NASA 等公司的全方位 3D 打印提供商。

            Volunteer Aerospace 是一家位于田納西州的增材和先進制造提供商。Beehive Industries 的 Mohammad Ehteshami 說道:“我們的愿景是實現美國再工業化,其中一部分意味著投資下一代美國制造業。志愿航空航天公司處于關鍵增材制造和先進制造方法的前沿,這證明了這個國家強大且自給自足的未來!

            先進制造,即科學技術向生產活動的快速轉化,是制造業中日益重要的學科。Volunteer的商業模式基于使用 3D 打印和自適應策略等工具,為航空航天、國防和鄰近市場提供全方位服務制造和創新開發。該公司因為衛星、火箭、直升機等提供關鍵任務零件而聞名,并作為 Beehive Industries 先進制造部門的一部分繼續這樣做。許多航空航天業巨頭需要增加增材制造的使用。

            增材制造在航空航天領域的未來潛力

            Jones 表示,DfAM 方法現在正在釋放各種潛力。直到最近,增材制造的大部分需求都是打印最初為鑄件和鍛件設計的零件。僅在緊急情況下才將其視為首選選項。當制造商看到增材制造速度帶來的好處時,他們也意識到自己也錯過了潛在的性能提升。最得出的結論是增材制造可以為他們提供更多。

            Jones認為,我們現在正在進入一個新階段,除了設計和生產的速度之外,公司還在探索如何設計增材制造并利用新材料。有很多因素在起作用,引發了這種轉變。在某些情況下,增材制造的價值在其他行業得到了證明。也可能存在一些痛點,促使更多決策轉向增材制造。例如,作為解決零件短缺或延誤的一種方法。


            工程師的教育也將產生影響,國防部的采購周期也可能加速這種轉變。瓊斯透露:“例如,最近的一場直升機競賽鼓勵使用新技術,特別是增材制造。一家公司聯系 Beehive,將增材制造零件集成到他們的設計中。結果,他們將兩年的采購周期壓縮為一年,從而獲得了競爭優勢!

            瓊斯還指出,認證是更廣泛采用的最大障礙之一:“目前,還沒有大量易于理解、記錄齊全的行業標準。但是,我們正在取得重大而快速的進展。國防部正在制定政策和指導方面發揮領導作用,這些政策和指導將向下延伸至制造基地,從而建立包羅萬象的軍用規范。這是一項重要的工作,將有助于美國制造業及其他領域繼續采用增材制造。

            最終,瓊斯總結道:“增材制造還很年輕。盡管許多制造商已經意識到了它的潛力,但我們正處于創新浪潮的開端。我預計行業特定材料和規格的開發將很快加速增材制造的使用,創新的新時代將會隨之而來!


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