美國農(nóng)業(yè)機械制造商約翰迪爾（JOHN DEERE）對3D打印的應(yīng)用由來已久，20 多年來在其全球工廠中使用3D打印技術(shù)制造了數(shù)以千計的原型、工具、夾具和備品備件。

     隨著對3D打印技術(shù)帶來的變革意義的加深理解，約翰迪爾對3D打印技術(shù)的采用正在加快，目前超過4,000個閥體由GKN-吉凱恩3D打印制造出來運至約翰迪爾拖拉機工廠，令人興奮的亮點是每零件的成本低于鍛造與銑削的傳統(tǒng)加工方式，這是3D打印技術(shù)有史以來與傳統(tǒng)制造技術(shù)在加工效率、加工成本方面的突破。

約翰迪爾與3D打印
© 約翰迪爾

 冰山一角

約翰迪爾的新型 6R 系列拖拉機采用 3D 打印燃油閥，這是該公司的首創(chuàng)：金屬 3D 打印發(fā)動機部件。拖拉機燃油系統(tǒng)中的 3D 打印不銹鋼閥門是一個新方向，也是約翰迪爾的智能工業(yè)戰(zhàn)略的一部分。

約翰迪爾與3D打印
© 約翰迪爾

約翰迪爾于 2020 年宣布了其在三個重點領(lǐng)域快速集成新技術(shù)的愿景：生產(chǎn)系統(tǒng)、技術(shù)堆棧和生命周期解決方案。

3D 打印是這一愿景的一部分，而這個閥門是其首批成果之一。它比傳統(tǒng)制造的效率更高。便宜了大約 50%，而且體積明顯更小，使用的材料也更少。但這只是 John Deere 選擇通過3D打印該部件的原因的冰山一角。

面向生產(chǎn)制造用途的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印
© 3D科學(xué)谷白皮書

 成就來自內(nèi)在與外在

關(guān)于粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)用于不銹鋼的制造，根據(jù)3D科學(xué)谷《深度透視金屬粘結(jié)劑噴射金屬3D打印材料與應(yīng)用發(fā)展》一文，在南洋理工的實驗研究中，BJ-粘結(jié)劑噴射制造的合金塑性變形的早期階段普遍存在的平面滑移，以及其他微結(jié)構(gòu)因素的結(jié)合，導(dǎo)致在準靜態(tài)和循環(huán)載荷下阻止了在孔角處成核的小裂紋；結(jié)果，延展性和疲勞強度都不會受到BJ粘結(jié)劑噴射3D打印合金中孔隙率的不利影響。在另外一種增材制造技術(shù)L-PBF選區(qū)激光熔融金屬3D打印合金中，蜂窩結(jié)構(gòu)大大提高了屈服強度，柱狀晶粒太細，取向差不夠大、晶粒也不夠粗大從而不足以止裂。

最新版本的 John Deere 6R和 6M 拖拉機上的新型熱分流閥不僅是日益普及的金屬3D打印技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，還是大約兩年研發(fā)的結(jié)晶。3D科學(xué)谷了解到這始于一項挑戰(zhàn)，即確保約翰迪爾拖拉機能夠在寒冷的環(huán)境中正常工作。 工程師們的任務(wù)是開發(fā)一種能夠在不影響發(fā)動機性能的情況下保持燃油溫度的閥門。

通過優(yōu)化計算流體動力學(xué)在虛擬世界中對其進行新設(shè)計的閥門進行模擬，理想化的原型模型，即讓燃料以最高效率流動的模型，具有圓形、光滑的內(nèi)部通道。只有通過3D打印才能創(chuàng)建功能。

液壓歧管、閥體的3D打印優(yōu)勢

© 3D科學(xué)谷白皮書

在流體動力學(xué)中，當有兩個相交的鉆孔時，如果使用機加工方式，總會遇到尖角。通過 3D 打印，可以制作圓角，這讓在閥門優(yōu)化方面又邁進了一步。

為了測試零件是否能按預(yù)期工作，約翰迪爾的工程師與GKN-吉凱恩的增材制造人員合作，進一步優(yōu)化金屬 3D 打印燃料閥的設(shè)計。GKN通過惠普的Metal Jet S100新型金屬3D打印機上打印鋼制閥門。

 刷新認知的進展

     不僅僅是閥門，惠普與GKN還合作為施耐德電氣 NSX 斷路器生產(chǎn)了全新過濾器，此類過濾器形狀復(fù)雜，遠超其他形式的工業(yè)制造能力范圍。HP Metal Jet 技術(shù)不僅改進了新型電源過濾器的形狀設(shè)計，可在更有限的空間內(nèi)減少了氣體、壓力和熱對過濾器的影響，顯著提高了生產(chǎn)力和環(huán)境效益。

粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)將成為驅(qū)動3D打印行業(yè)發(fā)展的主流技術(shù)，根據(jù)3D科學(xué)谷全球市場研究合作伙伴AMPOWER，Binder Jetting 粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)在技術(shù)成熟度方面取得了重大飛躍，例如通過更多可用材料，進入發(fā)展快車道。根據(jù)3D科學(xué)谷全球市場研究合作伙伴CONTEXT，隨著金屬3D打印技術(shù)類別中的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)走向成熟，該技術(shù)在汽車等交通工具應(yīng)用領(lǐng)域的零件制造方面將漸入佳境。

       粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)，從生產(chǎn)效率、經(jīng)濟性的角度看充分的滿足了面向量產(chǎn)的應(yīng)用。高速、低成本，粘結(jié)劑噴射金屬3D打印獲得了業(yè)界的高度關(guān)注。粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展正在以不可思議的方式改變業(yè)界對這項技術(shù)先入為主的認知。

(責任編輯：admin)

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