對于高壓便攜式液壓動力工具的制造商來說，設(shè)計師希望盡可能讓液壓功率單元變得輕盈，而3D打印可以將部件數(shù)量減少到最少，并且使流體管線盡可能短。Jaws of Life便攜式液壓動力裝置制造商就發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用金屬3D打印的優(yōu)勢。

重量減輕74%

     從小型輕型包裝中傳遞高功率是便攜式液壓系統(tǒng)的主要優(yōu)勢之一。這些高功率的工具依賴于在高壓下運行的液壓系統(tǒng)，在緊湊的液壓單元內(nèi)產(chǎn)生以噸為單位的力，用于剪切，破碎或釋放扭矩。對于制造商來說，制造高性能的液壓系統(tǒng)是產(chǎn)品立足市場的一大競爭焦點。

     Jaws of Life便攜式液壓動力裝置制造商通過金屬3D打印技術(shù)制造了液壓歧管，該歧管具有緊湊、輕質(zhì)的特點，重量約為傳統(tǒng)制造液壓歧管的四分之一 。

3D打印液壓歧管的內(nèi)部通道為圓形彎曲形狀，與傳統(tǒng)歧管中通過交叉鉆孔加工方式而形成的尖銳彎角相比能夠減少湍流現(xiàn)象，這使得3D打印液壓歧管性能可與傳統(tǒng)歧管相媲美，甚至超越傳統(tǒng)產(chǎn)品。此外，通過金屬3D打印制造的部件更小，比通過傳統(tǒng)方法制造的部件更輕。

左邊是一個用于便攜式裝置的歧管，右邊是3D打印的歧管，重量減輕了74％。 （圖片來源Aidro ）

     金屬3D打印與機加工部件形成增材與減材兩種不同工藝的鮮明對比，歧管部件的加工通常以固體金屬塊開始，通過機加工的方式將多余的材料切除。這項技術(shù)的局限性在于，如果要去除大部分多余的金屬以減輕重量，這樣做會增加相當(dāng)大的加工成本，并且由于干涉的原因，有些部位的金屬材料是無法通過機加工來去除的。

     機加工的局限性不僅僅體現(xiàn)在干涉因素，機加工無法實現(xiàn)隨形的橢圓形或自由形狀流體通道。常規(guī)歧管中的通道通常必須定位以防止交叉鉆，并且還需要留出通道間足夠的壁厚以提供足夠的強度，通常需插入用于連接內(nèi)部通道的輔助孔，以防止跨通道流動。

     粉末床金屬熔融3D打印制造液壓組件的優(yōu)勢包括：可以通過對加工工藝的控制提升晶體結(jié)構(gòu)的性能，從而實現(xiàn)高強度的液壓組件；通道設(shè)計可以在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更大的流量；連接內(nèi)部通道的通道不必從歧管外部加工，無需使用孔塞。

Review

      金屬3D打印在液壓領(lǐng)域的應(yīng)用正在像其在隨形冷卻模具領(lǐng)域的應(yīng)用一樣不斷的深化。在3D打印液壓零件實現(xiàn)量產(chǎn)方面，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，空客在液壓件3D打印領(lǐng)域可謂是個野心勃勃的實踐家，2017年3月30日，空客裝載了首個3D打印液壓件的A380飛機已試飛成功，這讓空客看到了通過3D打印提高液壓零件性能的機會。不過這個零件的制造過程是充滿探索與曲折的，擾流板液壓件是一個關(guān)系到飛機安全的關(guān)鍵部件，它的作用是控制空氣斷路或者擾流板。

      除了空客這樣以實現(xiàn)量產(chǎn)為目標(biāo)的，3D打印技術(shù)已成為多家液壓系統(tǒng)制造商制造復(fù)雜液壓零部件的選擇，例如，工程和制造公司穆格MOOG，在金屬3D打印液壓零件領(lǐng)域的有著超過16年的探索經(jīng)驗，2017年另一家液壓傳動和控制領(lǐng)域的著名制造商派克漢尼汾（Parker Hannifin）在總部附近開設(shè)了“先進(jìn)制造學(xué)習(xí)和開發(fā)中心”，工程師可以在該中心探索增材制造/3D打印的應(yīng)用。

     2017年，雷尼紹還幫助路虎BAR帆船通過金屬3D打印的液壓系統(tǒng)零件提升性能，加工出內(nèi)含光滑圓角的零件，大大提高流體傳輸?shù)男?。另外一家公司，Domin Fluid Power也是3D打印液壓領(lǐng)域的積極探索者。Domin Fluid Power制定了新的流體動力產(chǎn)品“穩(wěn)定”設(shè)計的戰(zhàn)略，這個戰(zhàn)略建立在以金屬3D打印技術(shù)作為制造方式的基礎(chǔ)上。在此基礎(chǔ)上，Domin公司對一些多年來都沒有什么明顯改變的液壓流體動力零部件進(jìn)行了重新設(shè)計與制造，包括直接驅(qū)動伺服液壓閥。

    不過金屬3D打印在液壓零件方面的應(yīng)用還需要與機加工以及熱處理等后處理工藝相結(jié)合才能真正達(dá)到零件的性能要求。在3D打印完成后，多軸CNC加工中心為精加工關(guān)鍵特性提供了高度的精度，為了正常運轉(zhuǎn)，表面光潔度也是另外一個重要的關(guān)鍵質(zhì)量要求。圓柱體的頂面和底面存在臨界平面度和平行度的精度要求，這都需要通過機加工來實現(xiàn)，在連接部位，還需要精密的螺紋磨削來進(jìn)行加工操作。