5.3 轻量化讲解及案列《增材制造技术》教学课件

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3D打印认知与实践5.3轻量化讲解及案例说明问题导入

要实现轻量化，宏观层面上可以通过采用轻质材料，如钛合金，铝合金，镁合金，陶瓷，塑料，玻璃纤维或碳纤维复合材料等材料来达到目的，微观层面上可以通过采用高强度结构钢这样的材料使零件设计得更紧凑和小型化，有助于轻量化。

轻量化的实现途径主要有三大方面：

一是材料的优化设计和应用；

二是产品结构的优化设计；

三是先进制造技术的开发应用。轻量化讲解及案例说明轻量化讲解及案例说明1.中空夹层、薄壁加筋结构

铜合金尾喷管的内外壁之间设计了50条随形冷却流道，增大冷却接触表面积，降低温度达到快速冷却的效果，有效提高了零件的工作温度。轻量化讲解及案例说明2.镂空点阵结构

镂空点阵结构可以达到工程强度、韧性、耐久性、静力学、动力学性能以及制造费用的完美平衡。通过大量周期性复制单个胞元进行设计制造，通过调整点阵的相对密度、胞元的形状、尺寸、材料以及加载速率多种途径，来调节结构的强度、韧性等力学性能。轻量化讲解及案例说明3.一体化结构实现

为什么要用3D打印技术生产燃油喷嘴？

GE航空之所以改用3D打印技术生产燃油喷嘴，是因为新的设计方案和制造工艺已经全面得到了验证，并全面超越了传统的制造方式。

●将原本需要20个零件组装的燃油喷嘴，直接设计成1个零件，一次打印成形；

●由于零件减少，重新设计，重量减轻了25%；

●制造的成本降低了30%；

●部件寿命延长了5倍；

●库存降低了95%；轻量化讲解及案例说明4.拓扑优化结构将“传统设计思维”转换为“增材制造设计思维”轻量化讲解及案例说明

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