快速原型設(shè)計對于任何初創(chuàng)公司來說都很重要怪蔑，Lumenium知曉快速迭代會影響發(fā)動機的性能并縮短上市時間菇唇。這就是為什么該公司正在尋找比線材放電加工（EDM）和內(nèi)部數(shù)控機床更具成本效益瓷莽、更快速的方法來構(gòu)建發(fā)動機裝配零件原型柱悬，其找到了Desktop Metal的Studio系統(tǒng)峡竣。

大約一年前靠抑，總部位于馬薩諸塞州的Desktop Metal向大眾推出了備受期待的金屬3D打印機：Desktop Metal Studio System和Desktop Metal Production System。在過去的這個冬天适掰，該公司將Studio Systems運送到其首批先鋒計劃客戶，其中包括弗吉尼亞州初創(chuàng)公司Lumenium LLC荠列。

據(jù)悉类浪，Lumenium正在努力開發(fā)一系列內(nèi)燃機，并在新時代為發(fā)動機重塑內(nèi)燃機肌似。該創(chuàng)業(yè)公司的新穎設(shè)計-反向位移不對稱旋轉(zhuǎn)（IDAR）發(fā)動機將有助于實現(xiàn)這一目標费就，其以獨特的幾何形狀和能力產(chǎn)生強大而有效的內(nèi)燃。

IDAR發(fā)動機部件需要低熱膨脹川队、高尺寸精度和動態(tài)載荷下的強度力细，以在內(nèi)燃機（ICE）的極端應(yīng)力和熱量下承受很大壓力。此外固额，這些部件必須輕量化以實現(xiàn)高效率和良好的整體功率密度眠蚂。

快速原型設(shè)計對于任何初創(chuàng)公司來說都很重要，Lumenium知曉快速迭代會影響發(fā)動機的性能并縮短上市時間斗躏。這就是為什么該公司正在尋找比線材放電加工（EDM）和內(nèi)部數(shù)控機床更具成本效益逝慧、更快速的方法來構(gòu)建發(fā)動機裝配零件原型，其找到了Desktop Metal的Studio系統(tǒng)父森。

雖然價值3500億美元的ICE市場有三種典型的引擎類別保跨，但現(xiàn)在增加了IDAR引擎。但這并不容易-它的組件必須承受1500°C的燃燒溫度秽烫、1500 psi的動態(tài)負載條件和燃燒力强媚。

根據(jù)Desktop Metal的一項新案例研究，“設(shè)計具有極高性能要求的復(fù)雜產(chǎn)品導(dǎo)致了多代發(fā)動機設(shè)計耙窥，每個發(fā)動機都有一個長期的設(shè)計捞幅、原型設(shè)計和迭代的概念階段。執(zhí)行頻繁設(shè)計迭代的能力對最終發(fā)動機性能具有顯著的有益影響跷缀。每一代IDAR引擎的全部開發(fā)周期需要三到五年的時間搬混。確定一種更快、更具成本效益的原型開發(fā)方法對于IDAR引擎開發(fā)至關(guān)重要那捍，并且在滿足其他機械性能要求的同時拾点，輕型零件的能力直接影響發(fā)動機性能』碧希”

每個月勃痴，Lumenium制造大約20個原型零件，其中95％在內(nèi)部采用線切割加工和5軸CNC加工热康，其他5％通常是圓形零件沛申，被送到外面的機器商店劣领。但是，這些原型零件的100％交貨則需要接近一個月铁材，如果不能縮短時間尖淘，這會妨礙初創(chuàng)公司快速迭代其發(fā)動機設(shè)計的能力。

除了成本高外著觉，機加工還存在另一個問題村生，其無法提供多種選擇來制造輕質(zhì)零件。對于像Lumenium這樣的公司來說饼丘，這是一個問題趁桃，因為發(fā)動機的重量減輕50％可以使其功率輸出和RPM增加一倍。早期的IDAR發(fā)動機版本由輕質(zhì)鋁塊加工而成肄鸽。但是這種金屬隨著溫度的升高而膨脹卫病，所以Lumenium決定用鋼材打印發(fā)動機零部件，其熱膨脹系數(shù)比鋁小68％啄灭。

Lumenium選擇使用Desktop Metal的3D打印機來滿足苛刻的發(fā)動機要求并實現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀零件膏娃。另外，DM Studio System 可以3D打印帶閉孔填充物的部件锤楷，可以根據(jù)重量和強度要求進行調(diào)整篓释。

該初創(chuàng)公司提交了三個部分：鞍架、搖臂和連桿间皮，以用于初始基準測試采璧。這些裝配在IDAR發(fā)動機子組件中的部件需要具有尺寸精度、低傳熱和熱膨脹性罩音，并且能夠承受1馋顶，500PSI的動態(tài)負載條件和燃燒力。金屬3D打印幫助這家公司實現(xiàn)了這一目標试旬，速度比機加工更快麻彬，成本更低，但案例研究側(cè)重于鞍架載體注寥。

水平孔需要內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)來保持大多數(shù)基于擠壓的3D打印工藝的形狀窍各，但Lumenium能夠修改設(shè)計并將圓孔更改為淚珠形狀，而不需要支撐結(jié)構(gòu)廷蓉。

此外全封，鞍座托架在頂部和底部邊緣具有與擺臂相配合的鋸齒，以幫助發(fā)動機部件承受發(fā)動機力桃犬。這些鋸齒不能單獨使用3D打印刹悴，但是初創(chuàng)公司能夠選擇性地將頂部和底部特征的殼厚度調(diào)整到5.2毫米，所以在加工期間填充物不會暴露。

3D打印部件需要重要的后處理步驟土匀，包括數(shù)控加工和線切割加工子房。但與僅加工的零件相比，步驟數(shù)量減少了就轧，步驟本身也更容易完成证杭。

對于鞍座托架以及其他兩個部件，使用Studio系統(tǒng)進行生產(chǎn)可以降低成本：鞍座托架的單件成本從980美元下降到148美元妒御，部件質(zhì)量從1躯砰，158克下降到933克。

根據(jù)案例研究携丁，“組件內(nèi)每個部件的設(shè)計和功能都非常重要，因此快速優(yōu)化和迭代的能力會直接影響整個發(fā)動機的性能峰遇。先前的加工每個原型部件的方法（無論是內(nèi)部加工還是外部加工車間）都是耗時且昂貴的拿详。3D打印的鞍座、擺臂和連桿展示了縮短時間和節(jié)約成本的益處篡前。

使用Desktop Metal的3D打印解決方案户克，Lumenium能夠?qū)⑵洚a(chǎn)品開發(fā)時間縮短25％。

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