• 分類：應用項目
• 發佈時間：2023-11-21 16:41
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【概要描述】自人類首次登上月球以來已經過去了半個多世紀，月球任務仍然是一項充滿挑戰的任務。但隨著 3D 列印技術為快速產品開發和新穎的品質減輕方法打開了大門，太空探索得到了新的推動。如今，增材製造公司是月球任務中的寶貴盟友。

 

CLIENT Agile Space Industries 
LOCATION 美國 
CHALLENGE 批量化3D列印推進器和火箭發動機

 

其中一個例子是太空推進解決方案提供商 Agile Space Industries。該公司總部位於美國，生產推進器和火箭發動機，提供從設計、3D 列印服務、減材製造到測試能力的一切服務。

 

他們的客戶包括像 Astrobotic 這樣的月球探索公司，其 Griffin Mission One 計畫於 2024 年向月球南極運送 NASA 漫遊車，以及旨在數據準備可持續的地球和月球生態系統的 ispace。以及其他幾個月球任務。

 

增材製造是火箭推進器和發動機的完美製造方法。“對於太空應用的發動機部件，重量是一個重要因素，”Agile Space Industries 的高級增材製造工程師達斯汀·克勞斯 (Dustin Crouse) 表示：“增材製造為設計空間帶來了無限的可能性。它使我們能夠大幅減少品質並快速迭代新設計。”

 

公司依靠 Agile Space 快速獲得最先進的解決方案。“我們可以在幾周內完成從設計、製造到組裝和熱火測試的整個過程。傳統上，完成一次設計迭代需要數年時間，”克勞斯解釋道。“我們的工程師發佈設計兩天後，我們就可以製造竣工零件。這真是令人難以置信。”

Agile 使用 Oqton 的工業 3D列印軟體 3DXpert 來高效生產 3D 列印零件。



確保生產的可追溯性

 

事實證明，該軟體對於保持數據準備之間的一致性至關重要。當開發工程師將零件交給生產工程師進行數據準備準備時，最好的做法是“鎖定”一組參數並限制可以更改的內容，以確保零件保持不變。

在Agile，生產工程師在“操作員”環境中獲取檔，這是一個他們可以移動零件、刪除組件和更新序列號的工作空間，但其他軟體功能被鎖定。“這使我們能夠將數據準備準備工作交給操作員，而不必擔心他們可能會意外更改零件的列印方式，”克勞斯解釋道。 使用操作符還可以節省重新切片的時間。“當您在常規 3D 列印環境中更新序列號時，您必須重新切片零件 - 這可能需要幾個小時。在 3DXpert 中，您可以在操作員環境中打開已切片的零件，只需重新切片零件標籤即可。只需幾分鐘，”他補充道。 
“我們目前正在研究需要一個半小時才能切片的大型部件。如果每次更改序列號時都必須迭代並重新切片整個組件，則需要額外的一個半小時。使用Oqton系統，只需幾分鐘，”克勞斯解釋道。

 

切片並忠於設計

 

Agile Space Industries 增材製造總監 Kyle Metsger 指出了 3DXpert 為其切片流程帶來的多項優勢 - 節省時間、消除可變性和降低硬體要求。這些源於一項功能：使用3D印表機指定格式，對三維模型進行切片計算。

 

其他 3D 列印軟體需要用戶將模型轉換為 STL 檔才能進行切片。這曾經給 Metsger 帶來了許多操作難題，其中最大的問題之一是對原始幾何形狀的轉換誤差。

 

“我們的每一個組件都具有精細的通道、精細的特徵和嚴格的公差。當您採用 CAD 模型並將其轉換為 STL 時，您會創建原始幾何形狀的近似值、這個會帶來誤差。由於我們正在列印直徑數千的孔和通道，因此尺寸變化很難控制。”Metsger 解釋道。

 

" 轉換為 STL 會導致幾何圖形出現偏差，這也意味著您正在以未知的方式重新定義特徵。這是一種風險，但我們在 3DXpert 中根本不需要處理這種風險"

 

Benjamin Graybill

Senior additive manufacturing engineer, Agile Space Industries

 

修復 STL 是可能的解決方法，但根據 Metsger 的經驗，編輯客戶幾何圖形很難確保完全滿足法規要求。

 

Agile Space 的高級增材製造工程師本傑明·格雷比爾 (Benjamin Graybill) 強調，變化會導致其他重大問題。“轉換為 STL 會導致幾何圖形出現偏差，這也意味著您正在以未知的方式重新定義特徵。這是一種風險，但我們在 3DXpert 中根本不需要處理這種風險，”他說。

 

“我們所有的產品都是性能驅動的，但性能本質上來自於功能。我們越忠實地數據準備這些功能，即使在精細的解析度下，我們就越能代表設計，”格雷比爾補充道。



快速數據準備

 

最大的改進之一是切片時間、硬體要求和小檔大小。

 

由於許多內部功能和高解析度，Agile Space Industries 製造的許多組件都有一個非常“強大”的 CAD 模型。複雜的 CAD 幾何形狀會產生大型 STL 檔。大的 STL 檔需要大量 RAM。

 

“當您將我們的一個 CAD 模型轉換為 STL 時，它可能會達到 1 GB 或更大。該大小的檔的硬體要求逐漸增加。我們曾經遇到過這樣的情況：在數據準備軟體中移動檔，並且加載需要 20 分鐘。在 3DXpert 中，您可以對原生 CAD 模型進行切片，並且 RAM 要求要小得多，”Metsger 解釋道。

 

當他們在沒有 3DXpert 的情況下列印 4 英寸推進器噴射器組件時，數據準備需要 14 小時，並且 STL 檔中存在 1 到 5 微米的偏差，具體取決於解析度。

 

這對他們的工作流程產生了重大影響。“我們過去常常在工作日進行數據準備，然後讓電腦通宵運行來對檔進行切片。我們無法在同一天列印該零件。借助 3DXpert，我們發現從數據準備準備到機器的總時間減少了 60% 到 70%。”Metsger 補充道。

 

" 我們過去常常在工作日進行數據準備，然後讓電腦通宵運行來對檔進行切片。我們無法在同一天列印該零件。借助 3DXpert，我們發現從數據準備準備到機器運行的總時間縮短了 60% 到 70%。"

 

Kyle Metsger

director of additive manufacturing, Agile Space Industries

 

兩個生產基地，一個數字線程

 

3DXpert 的另一個重要優勢是可以輕鬆地為在不同位置運行的專案創建單個連續的數字線程。

 

Agile Space Industries 在賓夕法尼亞州芒特普萊森特和科羅拉多州杜蘭戈的兩個工廠生產零部件。格雷比爾認為，兩個站點之間的順暢通信和文件傳輸是其運營不可或缺的一部分：“當您創建關鍵任務組件時，即使是數字線程中的小錯誤也是不能容忍的。我們需要在整個製造過程中建立一條無懈可擊的數字主線。”他解釋道。

“3DXpert 軟體減少了數字線程中的痛點和瓶頸。將我們所有的數據準備工作集成到一個軟體中，我們簡化並減少了轉換過程或團隊之間簡單交接中發生錯誤的可能性。”Graybill 補充道。

 

客戶服務成功：TrunPrint

金屬3D印表機和3DXpret集成

 

總體而言，Agile 的增材團隊發現 3DXpert 的功能優於其他 3D 列印軟體，因此他們決定在正式集成之前將其應用到所有四臺 TRUMPF TruPrint 機器上。

 

他們與 3DXpert 團隊攜手合作，從頭開始數據準備 TruPrint 1000、2000 和 5000 處理環境。“我們從請求 3DXpert 幫助將軟體與我們的機器集成到在幾周內全面實施。這不僅證明了他們的技術專長，也證明了他們對客戶的價值。”克勞斯補充道。

 

如今，3DXpert 和 TruPrint 集成 提供了無縫的增材製造工作流程，使更廣泛的組織能夠進行工業規模的 3D 列印。



但關係並沒有就此結束。Agile 和 3DXpert 團隊定期會面討論用戶驅動的改進。Crouse 讚揚 3DXpert 的客戶服務，“軟體提供商並不經常與其客戶進行個人接觸。如果我打電話，他們就會接聽。我可以信賴 Oqton 團隊會認真對待我的要求，這體現在我們所看到的持續流程改進中。”

Agile Space 認識到他們只觸及了 3DXpert 功能的表面。他們相信與 3DXpert 的合作將使他們能夠快速實現新功能，並為他們提供超越競爭對手的領先優勢。

 

關鍵要點



節約 60%～70% 3D列印數據處理時間


通過直接從 CAD 模型進行切片來避免設計——製造誤差


壓縮複雜推進器模型數據的大小