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加入通快前，Eliana Fu曾是Relativity Space公司的第20名員工，也是該公司的首位女工程師。現(xiàn)在她是通快北美公司激光部門的行業(yè)經(jīng)理，其工作主要集中在航空航天和醫(yī)療市場(chǎng)的增材制造上。
近日，TCT Mag內(nèi)容主管Laura Griffiths與Eliana Fu女士就目前增材制造技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了一次深入溝通，內(nèi)容包括供應(yīng)鏈靈活性、新材料以及航空航天如何引領(lǐng)其他行業(yè)的增材制造創(chuàng)新。本次溝通以問(wèn)答形式完成，以下是主要內(nèi)容。
■加入通快北美公司后，Eliana Fu從洛杉磯搬到了拉斯維加斯
Laura Griffiths：去年由于疫情緣故，引發(fā)了對(duì)行業(yè)供應(yīng)鏈的討論，其中就涉及了增材制造在其中的作用。您認(rèn)為航空航天供應(yīng)鏈的哪些方面可以從增材制造的靈活性中受益？
Eliana Fu：在疫情期間以及之前的蘇伊士運(yùn)河危機(jī)，都可以看到供應(yīng)鏈問(wèn)題會(huì)給行業(yè)帶來(lái)不小的影響。尤其是單一來(lái)源的長(zhǎng)期組件或材料，如果企業(yè)沒(méi)有對(duì)供應(yīng)鏈問(wèn)題足夠重視，結(jié)果可想而知。
我認(rèn)為增材制造可以緩解供應(yīng)鏈的一些問(wèn)題。某些部件比如非斷裂關(guān)鍵部件可以通過(guò)3D打印制造，這將有助于減輕企業(yè)的負(fù)擔(dān)。我們需要記住的是，不要再將時(shí)間浪費(fèi)在發(fā)明輪子上，因?yàn)樵O(shè)計(jì)文件早已存在；也不要因?yàn)闊o(wú)法高壓滅菌而為醫(yī)療應(yīng)用選擇錯(cuò)誤的材料。多一點(diǎn)協(xié)調(diào)和文件共享，將有助于減輕企業(yè)們的負(fù)擔(dān)。
Laura Griffiths：商業(yè)航空航天在去年受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在該行業(yè)試圖恢復(fù)時(shí)，供應(yīng)鏈的中斷是否對(duì)增材制造技術(shù)和應(yīng)用程序的采用產(chǎn)生了影響？能否在復(fù)蘇中發(fā)揮作用？
Eliana Fu：在我看來(lái)航空業(yè)會(huì)恢復(fù)到以往水平，只是時(shí)間問(wèn)題。我認(rèn)為，疫情反而將供應(yīng)鏈以往的一些痛點(diǎn)反映了出來(lái)，而緩解這些痛點(diǎn)的方法之一就是使用增材制造技術(shù)。甚至有些企業(yè)在采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)后，果斷放棄了傳統(tǒng)制造方式。
■（來(lái)源：通快）
Laura Griffiths：在討論航空航天增材制造時(shí)，“GE Leap Fuel”噴嘴仍然是最廣為人知的應(yīng)用。當(dāng)然我們也看到了增材制造技術(shù)在其他航空航天終端零部件的實(shí)際案例，但這是否就說(shuō)明了將航空航天部件送入空中具有挑戰(zhàn)性？
Eliana Fu：目前來(lái)看，我們?nèi)匀粵](méi)有找到一種能夠改變游戲規(guī)則的“金蛋型”產(chǎn)品。盡管已經(jīng)打印了數(shù)百個(gè)部件和大量聚合物部件，并且已經(jīng)在商用飛機(jī)上使用。似乎通過(guò)增材制造技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)航天計(jì)劃中的任何部件構(gòu)造。
但我們?nèi)匀恍枰浅Ｗ屑?xì)地評(píng)估3D打印部件在哪些方面確實(shí)有意義，或者在哪些方面使用傳統(tǒng)制造仍然具有意義。成本等價(jià)并不總是一對(duì)一的，因?yàn)槲覀儧](méi)有考慮諸如下游后處理、組件測(cè)試和集成以及所有這些類型的事情。所以，這些都是阻礙我們前進(jìn)的因素。
Laura Griffiths：在加入通快之前，您在Relativity Space工作過(guò)。您能談?wù)勀谀抢锏慕?jīng)歷以及是如何將傳統(tǒng)制造的零件轉(zhuǎn)變?yōu)閮H限增材制造產(chǎn)品的嗎？
Eliana Fu：我在Relativity Space度過(guò)了愉快的時(shí)光。他們創(chuàng)造了很多第一。我認(rèn)為Relativity Space的不同之處在于將流程引入內(nèi)部，縮短交付周期，以及運(yùn)用增材制造技術(shù)（不僅僅是構(gòu)建獨(dú)特的設(shè)計(jì)或組件），為客戶提供了更快進(jìn)入太空的解決方案。它為其他人將他們的產(chǎn)品送入太空創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，為更多人開辟了太空飛行的可能性。
■憑借500℃預(yù)熱選項(xiàng)，用戶可以打印Ti64、H11或H13制成的部件（來(lái)源：通快）
Laura Griffiths：您認(rèn)為阻礙增材制造在航空航天領(lǐng)域加速發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)有哪些？
Eliana Fu：有些你認(rèn)為增材制造可以制作出很酷的零件，然而事實(shí)是根本無(wú)法制造。原料匹配性和機(jī)器尺寸不適合，都讓實(shí)現(xiàn)打印舉步維艱。比如在金屬材料中，有些材料就不適合增材制造工藝，因?yàn)榈刃Р牧蠠o(wú)法焊接，它們會(huì)開裂。
因此，企業(yè)就需要和材料供應(yīng)商合作，找出為增材制造設(shè)計(jì)的新材料方向以及確定與增材制造工藝相適合的材料類型。其他的一些事情就是技術(shù)的不斷改進(jìn)。例如，通快現(xiàn)有的TruPrint 5000粉末機(jī)床就可以實(shí)現(xiàn)500℃預(yù)熱，這樣就可以緩解上述的一些問(wèn)題。
Laura Griffiths：您之前曾強(qiáng)調(diào)過(guò)為增材制造工藝專門開發(fā)新材料的重要性。你能談?wù)勥@方面的進(jìn)展嗎？
Eliana Fu：增材制造的主要材料有鉻鎳鐵合金718或鈦合金Ti-6Al-4V，這些材料之前在鍛造行業(yè)已經(jīng)使用了60多年。并且它們又都能被激光束熔化和固化，但這并不意味著我們應(yīng)該原地踏步。相反，我們應(yīng)該尋找專為增材制造設(shè)計(jì)的新材料，甚至考慮改變對(duì)現(xiàn)有合金的認(rèn)知。
以高強(qiáng)度鋁合金為例，其強(qiáng)度來(lái)源于一些低成本元素，而這些元素恰恰為材料提供了強(qiáng)化機(jī)制。通過(guò)激光粉末床將例如GR-Cop 42之類的銅合金用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造，這本身就很有趣。另外，我們還需要繼續(xù)降低鈦合金的制造成本，或者找到可持續(xù)使用這種材料的方法，這也符合企業(yè)的綠色發(fā)展路線。
■銅的增材制造技術(shù)發(fā)展正在開辟更多應(yīng)用（來(lái)源：通快）
Laura Griffiths：在通快，我們看到綠光激光技術(shù)的進(jìn)步提高了某些材料的生產(chǎn)率。這里有航空航天的機(jī)會(huì)嗎？
Eliana Fu：正如外界所知道的，綠光激光非常適合高反射材料銅、鋁以及貴金屬金、銀和鉑的加工。因此，使用更短的波長(zhǎng)意味著加工材料能更多地吸收激光能量，而不是被反射掉。因此，使用綠色激光會(huì)實(shí)現(xiàn)更高的打印密度、更好的表面光潔度和更好的整體產(chǎn)品。
我看到綠色激光與諸如GR-Cop材料相結(jié)合后，能夠打印出非常優(yōu)異的產(chǎn)品例如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件，甚至是將商業(yè)純銅應(yīng)用于導(dǎo)電設(shè)備，無(wú)論是熱交換器還是其他類型的熱力設(shè)備，都具有很高的成功率。
Laura Griffiths：此前，您曾談到航空航天在增材制造領(lǐng)域始終引領(lǐng)潮流。您能否詳細(xì)說(shuō)明這一點(diǎn)以及航空航天如何激發(fā)其他行業(yè)采用增材制造技術(shù)？
Eliana Fu：我認(rèn)為，航空航天一直是容易激發(fā)創(chuàng)新的行業(yè)領(lǐng)域。像魔術(shù)貼這樣的東西，最早是為航天設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)果。現(xiàn)在，我們也看到其他行業(yè)也運(yùn)用增材制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，同時(shí)解決了他們的問(wèn)題。
未來(lái)，我認(rèn)為醫(yī)療保健和醫(yī)療方面的定制化服務(wù)將是一個(gè)很大的市場(chǎng)，比如制作3D打印的定制鈦胸腔、打印牙科組件和植入物。在搬到拉斯維加斯的幾周前，我就在當(dāng)?shù)氐腁llegiant Stadium體育場(chǎng)看到了世界上最大的3D打印藝術(shù)雕塑。談及家庭打印愛(ài)好者和手工藝人，DC Comics公司還發(fā)布了STL文件以便人們能在家中打印自己喜歡的字符。所以，增材制造有著光明的未來(lái)。
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