2026年3月31日，IHI欧洲公司已购入一套Freemelt电子束粉末床熔融（E-PBF）系统。此前，母公司IHI已购入两套Freemelt系统，总数已达到三套。IHI是一家日本工程集团公司，是主要的喷气发动机制造商、航天部件承包商和工业机械制造商。
△专为材料研发而设计的3D打印机——Freemelt® ONE
IHI公司生产用于汽车、小型拖拉机、储油罐、桥梁和隧道掘进机的涡轮增压器，并为GE GEnx发动机、罗尔斯·罗伊斯Trent涡扇飞机发动机和火箭发动机生产零部件。IHI拥有超过28,000名员工，年营业额达16,268亿日元，约合100亿美元。Freemelt 的
E-PBF技术采用先进材料（例如高温合金和钛铝合金），为工业燃气轮机涡轮叶片的制造提供了一种高效的解决方案。这些材料能够承受严苛的运行环境。真空环境下的操作可最大限度地减少氧气吸收和污染风险，从而延长粉末寿命并提升材料性能。Freemelt
的技术结合高温工艺，可降低残余应力，并利用成型腔的高度制造更长的涡轮叶片，从而最大限度地利用成型槽，提高整体生产效率。
IHI欧洲公司先进技术开发主管雷切尔·詹宁斯博士表示：“Freemelt 的开放平台使我们能够突破高温材料领域的极限。它赋予我们灵活性，让我们能够经济高效地快速小批量试验新型合金——这在传统的增材制造系统中是很难实现的。Freemelt的理念始终是与客户共同开发。他们的开放性和响应速度使我们能够根据自身需求调整技术，同时受益于强大的用户群体。E-PBF
技术能够制造新型高温高性能材料，从而帮助我们拓展应用领域的边界。”
△Ti64中的立方晶格。图片由 Freemelt 提供
IHI欧洲公司希望凭借电子束打印技术开发出新型镍基高温合金。此外，他们还希望深入研究γ-钛铝合金，这种材料可作为涡轮机械中高温合金的轻质替代品。这些低密度、高抗蠕变材料在高达750°C的温度下仍能保持良好的性能。然而，这些材料本身较脆，因此电子束（尤其是增材制造）技术极具应用前景。通过精细调整参数、晶粒结构和成型策略，可以使这些材料与电子束技术完美结合，并且与Inconel等材料相比，零件重量最多可减轻一半。这其中蕴含着许多令人兴奋的前景。
IHI欧洲公司尤其对IHI TiAl 823合金感兴趣，这种合金是专为涡轮机械（特别是低压涡轮叶片）而设计的。IHI希望借助增材制造技术提高生产速度，超越铸造或锻造工艺。此外，它还可以采用全新的方式制造材料。不同的填充策略或开发用于混合不同材料的激光技术，都可以在机器上直接制造出全新的合金。这对于IHI来说无疑是一项令人振奋的成就。
更多的新合金将使IHI欧洲公司在太空探索或航空发动机领域获得竞争优势。像TiAl
823这样的特制合金，可以通过增材制造技术以更低的成本和更快的速度生产。这有望催生出一些非常特殊的材料，这些材料能够在以往因规模太小而无法开发合金的极具价值的细分市场中脱颖而出，并取得卓越性能。
IHI将与日本东北大学和CEIT合作。粉末改性和雾化技术的研究已在提高导电性和工艺稳定性方面取得了令人瞩目的成果，为在多种增材制造工艺中更广泛地应用铺平了道路。使用Freemelt系统时，可供选择的选项和按钮可能令人眼花缭乱，但操作者不会被预设的设置或参数所束缚。因此，客户方可以开发出真正具有创新性的应用。速度和单次构建成本的优势也将非常显著，尤其对于那些使用昂贵新型合金的公司而言。
对于IHI而言，这似乎是一项明智的投资。电子束打印技术一直是NASA的宠儿，但鉴于其强大的性能，却尚未得到充分利用。尤其是在涡轮叶片领域，这项工艺或许是最有优势的，并且经过多年的实践验证，有效性已得到充分证明。同时，自主研发合金技术也能真正推动IHI的发展。RCCA和其他新型合金有望成为引领未来航天和航空业发展的合金体系。
如果IHI能够开发出一种新型的镍基高温合金，或者专门用于某些涡轮叶片部件的高温合金，那么这项投资将物有所值。许多公司都在研究镍基合金的特性，或者试图让铜也能发挥作用，却忽略了全局。通过为特定应用设计出性能优异的合金，企业可以超越竞争对手，掌控未来。毕竟在发动机领域，哪怕仅是密度或延展性的微小提升，最终可能决定着数十亿美元的合同。
来源：南极熊
0 留言