本文摘要：约一年前，总部坐落于马萨诸塞州的DesktopMetal向大众发售了倍受期望的金属3D打印机：DesktopMetalStudioSystem和DesktopMetalProductionSystem。在过去的这个冬天，该公司将StudioSystems载运到其首批先锋计划客户，其中还包括弗吉尼亚州初创公司LumeniumLLC。据报，Lumenium正在希望研发一系列内燃机，并在新时代为发动机重塑内燃机。

约一年前，总部坐落于马萨诸塞州的DesktopMetal向大众发售了倍受期望的金属3D打印机：DesktopMetalStudioSystem和DesktopMetalProductionSystem。在过去的这个冬天，该公司将StudioSystems载运到其首批先锋计划客户，其中还包括弗吉尼亚州初创公司LumeniumLLC。据报，Lumenium正在希望研发一系列内燃机，并在新时代为发动机重塑内燃机。

该创业公司的精致设计-偏移偏移不平面转动（IDAR）发动机将有助构建这一目标，其以独有的几何形状和能力产生强劲而有效地的内燃。IDAR发动机部件必须较低热膨胀、低尺寸精度和动态载荷下的强度，以在内燃机（ICE）的极端形变和热量下忍受相当大压力。此外，这些部件必需轻量化以构建高效率和较好的整体功率密度。

较慢原型设计对于任何初创公司来说都很最重要，Lumenium知悉较慢递归不会影响发动机的性能并延长上市时间。这就是为什么该公司正在找寻比线材静电加工（EDM）和内部数控机床极具成本效益、更加较慢的方法来建构发动机组装零件原型，其寻找了DesktopMetal的Studio系统。虽然价值3500亿美元的ICE市场有三种典型的引擎类别，但现在减少了IDAR引擎。但这并不更容易-它的组件必需忍受1500°C的自燃温度、1500psi的动态阻抗条件和自燃力。

根据DesktopMetal的一项新的案例研究，“设计具备近于高性能拒绝的简单产品造成了多代发动机设计，每个发动机都有一个长年的设计、原型设计和递归的概念阶段。继续执行频密设计递归的能力对最后发动机性能具备明显的有益影响。每一代IDAR引擎的全部开发周期必须三到五年的时间。确认一种更加慢、极具成本效益的原型开发方法对于IDAR引擎研发至关重要，并且在符合其他机械性能拒绝的同时，轻型零件的能力直接影响发动机性能。

”每个月，Lumenium生产约20个原型零件，其中95％在内部使用线切割加工和5轴CNC加工，其他5％一般来说是圆形零件，被送往外面的机器商店。但是，这些原型零件的100％交货则必须相似一个月，如果无法延长时间，这不会阻碍初创公司较慢递归其发动机设计的能力。除了成本高外，机加工还不存在另一个问题，其无法获取多种自由选择来生产轻质零件。对于像Lumenium这样的公司来说，这是一个问题，因为发动机的重量减低50％可以使其功率输入和RPM增加一倍。

早期的IDAR发动机版本由轻质铝块加工而出。但是这种金属随着温度的增高而收缩，所以Lumenium要求用钢材打印机发动机零部件，其热膨胀系数比铝小68％。Lumenium自由选择用于DesktopMetal的3D打印机来符合严苛的发动机拒绝并构建简单的几何形状零件。

另外，DMStudioSystem可以3D打印机带闭孔填充物的部件，可以根据重量和强度拒绝展开调整。该初创公司递交了三个部分：鞍架、摇臂和连杆，以用作初始基准测试。

这些组装在IDAR发动机子组件中的部件必须具备尺寸精度、较低热传导和热膨胀性，并且需要忍受1，500PSI的动态阻抗条件和自燃力。金属3D打印机协助这家公司构建了这一目标，速度比机加工更加慢，成本更加较低，但案例研究侧重于鞍架载体。

水平孔必须内部承托结构来维持大多数基于断裂的3D打印机工艺的形状，但Lumenium需要改动设计并将圆孔更加改回泪珠形状，而不必须承托结构。此外，鞍座托架在顶部和底部边缘具备与摆臂相配合的锯齿，以协助发动机部件忍受发动机力。

这些锯齿无法分开用于3D打印机，但是初创公司需要选择性地将顶部和底部特征的壳厚度调整到5.2毫米，所以在加工期间填充物会曝露。3D打印机部件必须最重要的后处理步骤，还包括数控加工和线切割加工。但与仅加工的零件比起，步骤数量增加了，步骤本身也更容易已完成。

对于鞍座托架以及其他两个部件，用于Studio系统展开生产可以降低成本：鞍座托架的单件成本从980美元上升到148美元，部件质量从1，158克上升到933克。根据案例研究，“组件内每个部件的设计和功能都十分最重要，因此较慢优化和递归的能力不会直接影响整个发动机的性能。先前的加工每个原型部件的方法（无论是内部加工还是外部加工车间）都是耗时且便宜的。3D打印机的鞍座、摆臂和连杆展出了延长时间和节约成本的益处。

用于DesktopMetal的3D打印机解决方案，Lumenium需要将其产品开发时间延长25％。

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