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CASCADE项目旨在建立英国先进的制造业供应链

CASCADE项目由英国政府的先进制造供应链计划(AMSCI)支持,进入第三年,专注于建立先进的净形状和添加剂制造(NSAM)零件制造供应链,满足最终用户的要求。

该项目由英国谢菲尔德的Liberty Steel公司领导,旨在汇集金属粉末雾化,冶金,净形和增材制造领域的世界级专业知识。其参与者包括工业合作伙伴庄信万丰,Renishaw plc,Atomising Systems Ltd(ASL),混合制造技术(HMT)和Farleygreene,以及制造技术中心(MTC),先进制造研究中心(AMRC)的研究和学术合作伙伴,伯明翰大学和沃里克制造集团(WMG),华威大学通过分包合同。

Metal AM 杂志采访了Liberty Specialty Steel(LSS)的高级项目经理Gill Thornton,介绍了CASCADE正在调查的一些关键主题,以及迄今为止该项目的技术成果。“众所周知,使用先进粉末制造的潜力很大,”她解释说,“然而,许多工艺的工业应用受到一些基础科学和工程挑战的阻碍,政府对CASCADE等项目的资助可以救命。”

该项目合作伙伴正在调查的主要议题包括粒度分布和粉末生产产量 - 具体而言,旨在通过扩大现有粉末粒度分布规格并提供一系列市场来实现粉末批次的充分利用,从而降低生产成本并增加行业吸收。CASCADE还参与设计用于NSAM的下一代合金,通过工艺建模和合金开发的组合,以及优化不锈钢和镍超合金的雾化工艺。

通过其工业合作伙伴,该项目还寻求创建所谓的“下一代”增材制造和混合AM系统。在2017年11月的形式下,Renishaw推出了使用CASCADE资金开发的RenAM 500Q多激光AM系统。通过CASCADE,Hybrid Manufacturing Technologies也开发了下一代混合AM吹粉沉积和深度检测工具头。

CASCADE使用WMG最先进的自动扫描电子显微镜(SEM)系统,参与开发和增强许多金属粉末质量控制概念,包括:粉末处理,在线表征以及检测和理解金属粉末中污染物和夹杂物的影响。由Farleygreene于2017年4月推出的Sievgen 04是一种自动粉末筛选解决方案,也是与该项目合作开发的。

该项目旨在开发对最终用户组件 - 从原材料到成品零件的质量参数的冶金过程的冶金学理解。合作伙伴目前正在参与生产多种热等静压(HIP),AM,金属注射成型(MIM)和混合AM演示器组件,这些组件由完全表征的不锈钢和镍超合金金属粉末制成。这些将被发送到多个合作伙伴的冶金和机械评估,以与使用传统生产方法制造的组件进行比较。

CASCADE正在研究的一个新领域是使用铂族金属掺杂剂来增强净形状和添加制造的部件的耐腐蚀性,由Johnson Matthey领导。如果成功,这可以延长NSAM组件的使用寿命,而无需包层或涂层。

该项目的核心是在英国建立完整的净形状和增材制造供应链,Liberty Steel建议购买真空雾化系统和一系列NSAM功能。2017年,Liberty Specialty Steels(当时的Tata)报告说,它已将金属粉末生产确定为石油天然气,汽车和航空航天领域的关键战略性未来产品系列,这一观点得到了新领导团队的支持。

在CASCADE项目下,该公司计划建立一个中期发展计划,建设一个年产400吨的大型雾化设施,计划每年增加1200吨。Liberty Steel认为它具有优于大多数其他潜在真空粉末供应商的优势,因为它已经在航空航天,汽车和核供应链中具有丰富经验,该公司表示将根据最终用户要求生产粉末和组件。 。

Liberty Steel分享说,目前,真空雾化粉末主要由美国Carpenter和Allegheny Technologies Inc(ATI)以及JFE Steel Corporation和Sanyo Special Steel在日本生产。还有人指出,除了旨在生产适合基础研究和开发的粉末的小型设施外,欧洲的客户几乎没有真空雾化设施。

Liberty Steel表示,与CASCADE内一系列最终用户合作伙伴的早期讨论表明,如果在CASCADE完成之前建立中试规模设施,即使在短期内也很有可能获得商业供应机会。

“随着粉末金属技术的发展,这个项目正在迅速发展,并且已经在英格兰的CASCADE合作伙伴中创造了72个新的工作岗位,”吉尔桑顿说。CASCADE目前正在寻求最终用户的进一步意见,他们将从项目合作伙伴制造的原型演示器中受益。

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