以敏銳的視角、高度的聚焦、深度的剖析來推動增材制造技術(shù)等高端智造技術(shù)與行業(yè)結(jié)合的發(fā)展。近日，3D科學(xué)谷與中國3D打印文化博物館合作，攜手德國Fraunhofer研究機構(gòu)、蓋世汽車中國研究院以及國內(nèi)外汽車增材制造領(lǐng)域的專家在上海舉辦了AME3D打印卓越論壇系列之聚焦新能源汽車。

　　在本次論壇中，voxeljet維捷中國執(zhí)行董事金天拾通過案例分享了如何通過3D打印熔模鑄造實現(xiàn)輕量化的目的。尤其是輕型飛機座椅鎂合金的熔模鑄造，通過3D打印熔模來鑄造鎂合金，從而實現(xiàn)飛機座椅的輕量化。

　　這種座椅結(jié)構(gòu)件適合任何標準的商用噴氣式飛機，預(yù)計可以通過減重為航空公司節(jié)約數(shù)百萬美元的成本。

　　鎂合金是工業(yè)應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬，密度是鋁的三分之二，鋼的四分之一，具有比強度、比剛度高，導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性好、阻尼減震、易于加工成型和容易回收的特點。同時，鎂合金也存在著容易氧化燃燒、耐蝕性差、常溫力學(xué)性能差、高溫強度及蠕變性能低等缺點。

　　鎂合金多用作結(jié)構(gòu)件，鎂合金的鑄造水平成為其應(yīng)用的關(guān)鍵。熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度，有些鑄件只需要打磨、拋光余量，不必機械加工即可使用。熔模鑄造是很有應(yīng)用前景的鎂合金成形技術(shù)。

　　雖然，金屬3D打印在推動制造業(yè)跨越式發(fā)展，并能夠生產(chǎn)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，但目前材料選項仍然有限。目前增材制造支持的材料只有幾十種，但鑄造可以在成千上萬種的金屬和復(fù)合材料中進行選擇。因此，該項目利用了3D打印的技術(shù)優(yōu)勢，而不完全依賴于3D打印技術(shù)。利用3D打印和鑄造，使兩種方法相互補充來生產(chǎn)飛機座椅骨架。鑄造提供了更實惠的方式生產(chǎn)座椅框架，不僅僅是單件成本更低，從生產(chǎn)效率看適合生產(chǎn)更大的數(shù)量。

　　基于鎂合金零件的鑄造是一個復(fù)雜的過程，首先需要將模型進行了謹慎的鑄造仿真，通過Netfabb軟件進行模型的修改，再通過鑄造仿真確認其性能。更新后的三維模型，在3D打印完成后，在3D打印的塑料外層涂覆了陶瓷涂層，隨后塑料加熱蒸發(fā)，陶瓷殼變硬了，最后將鎂合金注入到型腔中，完成鑄造過程。

　　最終，通過輕量化設(shè)計和3D打印已經(jīng)將飛機座椅骨架實現(xiàn)了減重，飛機座椅骨架減重了56%，減重來自于創(chuàng)成式設(shè)計，以及輕量化鎂合金材料。這對商業(yè)航空公司意味著什么？如果以100架A380飛機服役20年來計算，航空公司將節(jié)省2億多美元的燃料費用。這好比8萬輛汽車一年減少的126000噸的二氧化碳排放量。