火箭零件科学
位于美国俄勒冈州的 Metal Technology (MTI) 公司在金属制造方面有着 40 多年的经验，并因其卓越的制造能力和高品质的产出而获得客户极大的赞誉。MTI 依靠专有的深冲成型、锻造、旋压、数控加工和增材制造方法，为航天、国防、核能和医疗应用中的各种客户提供大批量和小批量生产服务。
除了包括美国国家航空航天局 (NASA) 在内的客户名单之外，真正让 MTI 脱颖而出的是，它能够处理极其复杂的设计并满足使用镍基高温合金、钽和钛等特殊材料的严格要求。
增材制造：开创新的可能性
作为公司努力重塑金属零件制造方式的基石，MTI 向增材制造领域迈出了一大步。很快，该公司的努力就赢得了太平洋西北国防联盟 (Pacific Northwest Defense Coalition) 的认可，该联盟将 Metal Technology 选为 2016 年创新奖的获得者，以表彰其为美国海军导弹推进系统开发难熔金属零件的增材制造技术。
“我们与客户密切合作，了解他们所面临的挑战，确定适用于其复杂需求的解决方案，然后构建可满足其特殊需求的零件，”Metal Technology 公司工程总监 Jason Stitzel 解释道。“我们将增材制造（在这里为直接金属打印 (DMP)）视为一种战略能力，它为我们提供了独特的机会，让我们能够与客户一起开发具有附加功能的零件。”
最近的一个案例说明了金属零件增材制造的优势，该案例与具有多个复杂精细内部通道的阀门零件有关。传统上，该阀门由多个焊接或钎焊在一起的零件制成。MTI 采用 3D 打印技术，与客户的团队合作，在单件零件中创建等效设计。Stitzel 表示，除了节省与装配相关的时间和人工之外，开发单件打印技术还使 MTI 能够提供品质更高的产品，该产品需要更少的维护，且使用寿命更长。
除了节约成本和实现复杂的几何形状之外，增材制造还可以采用关键材质实现创新构建。“我们的许多项目均需要镍基高温合金和钽等材料，我们认为增材制造技术让我们能够为客户提供更为出色的解决方案，以应对与使用这些材料和涉及极端温度相关的独特挑战。”
战略合作伙伴
MTI 希望与一家不仅能提供当今卓越的打印机还能使其保持在技术发展前沿的供应商合作。
“我们选择 3D Systems 的一个重要因素是可以更好地控制制造工艺，”Stitzel 表示，“我们希望能够调整和扩展现有内容，与其他供应商相比，我们认为 3D Systems 可以帮助我们在这方面做得更好。3D Systems 还在其产品中投入了数量惊人的研发资金。”
目前，MTI 拥有两台 3D 打印机 — 3D Systems ProX® DMP 320 和 ProX DMP 200。“借助 ProX DMP 系列打印机，我们能够比以往更快、更经济地生产最终用途零件（在某些情况下，速度提高了十倍），这些零件正在一些您能想象到的极为严苛的环境中使用，”Metal Technology 首席执行官 Gary Cosmer 表示。“通过打印零件，我们能够获得传统方法无法实现的功能和设计参数。”
3DXpert 可改善工作流程效率并优化打印
MTI 公司始终在寻求新的优势，迫不及待地想采用 3DXpert™ 软件 — 业界首个全面的金属增材制造解决方案。
“最初，我们采用至少三个不同的软件系统才能获得最终产品，现在一切工作都由一个软件系统来完成，”Stitzel 表示，“3DXpert 为我们提供了制作几何图形所需的所有工具，以及我们的 3D 打印机可以在单个软件包中理解和在生产中使用的文件。它无需将实体模型转换为 STL，该过程本身就会引入问题和错误。相反，我们只需直接将原生 CAD 模型拉入到 3DXpert 中，如果需要，可以使用 CAD 工具对其进行修改，并应用支撑结构。”
除了使用单个软件包的工作效率外，3DXpert 中正在申请专利的 3D 分区功能还帮助 MTI 将生产效率提高了 40%。“我们可以使用 3DXpert 的分区功能轻松地为不同区域定义不同的打印策略，”Stitzel 解释道，“我们可以构建一个非常薄的外壳，外壳层厚仅 30 微米，以便达到非常良好的表面光洁度；然后，我们可以在不需要该光洁度级别的 60 微米或 90 微米层中构建零件的其余部分，并实现几乎相同的机械特性。使用其他软件或许可以做到这一点，但需要完成很多工作。而采用 3DXpert，实现此目标则既快速又简单。利用 3DXpert，我们还能够更好地分析和规划零件，这样可以减少支撑结构和材料的使用，从而进一步降低成本并缩短时间。”
消除打印文件准备的瓶颈
让 3D 打印机一直保持运行对 MTI 的业务十分关键。“当我们的机器由于没有要处理的构建文件而闲置时，我们就相当于在亏钱，”Stitzel 表示，“3DXpert 可以提高我们的工作效率，这一点对我们及客户都很至关重要。”
3DXpert 最多可以减少 75% 的文件处理时间，这一点很快就在 MTI 公司见证了成效。“在使用 3DXpert 前，通过切片机生产一个复杂的零件需要花费将近 20 个小时的时间来处理、切片、运行参数和创建构建文件。有了 3DXpert，我们仅用 4 个小时就可以完成同样的构建工作。现在，如果我们在星期五收到文件，周末就可以开始生产而不用拖到下周。采用以前的工作流程，这根本就不可能。”
减轻设计修改带来的痛苦
当您要制作的零件是任务关键型零件且所需材料成本高昂时，您希望在第一时间就把事情做好。“我们可能经常会在工作流程中的某个时候发现某些问题，而想要返回去修改某个设计细节，以提高零件质量，或帮助加快生产速度及降低成本。在过去，修改模型的任何部分都意味着我们必须从头开始。3DXpert 对设计和定位修改的容错性要高得多。当我们可能需要调整一些内容时，不会丢失已经完成的所有工作。对我们来说，这是一个让 3DXpert 真正脱颖而出的优势，因为现在我们可以回过头来改进零件，而不会存在项目出现重大延误或成本超支的风险，”Stitzel 表示。
应对挑战
“我们客户群的要求极具挑战性，非常独特且苛刻，能够为他们提供服务，我们深感自豪，”Cosmer 表示，“通过增材制造，我们可以生产客户梦想的任何几何形状，为客户提供他们过去无法获得的解决方案。”
“3D Systems 的打印机和 3DXpert 软件是我们取得成功的重要因素，因为它们使我们能够更快地生产出更出色的零件，并在第一次尝试时零件就开始正常工作，”Stitzel 表示，“展望未来，我们知道可以向 3D Systems 寻求其他解决方案，例如检查和打印后操作，这样将形成完整的一站式生产解决方案。”
