3D打印工業多孔金屬結構，西門子和Toolcraft合作

2024年10月7日，南極熊獲悉，德國高端精密製造專家Toolcraft與西門子合作，推動增材製造領域多孔金屬結構技術的發展。這種結構在功能優化和創新應用方面具有巨大潛力，特別是在傳熱、冷卻和液體吸收等領域。

△西門子目前與Toolcraft合作，生產多孔3D打印金屬零件，以滿足未來複雜組件對燒結零件結構的需求

3D打印多孔結構研發背景

根據Toolcraft的說法，多年來，西門子一直致力於開發功能優化的多孔材料結構，這些結構採用增材製造技術進行生產，旨在爲各行業創造創新機會。就像一塊方糖可以吸收液體一樣，多孔金屬結構也能夠僅憑毛細管力來吸收和輸送液體。基於這一理念，西門子研究人員成功地將傳熱或冷卻等功能直接集成到使用增材製造技術構建的多孔結構組件中。作爲聯邦經濟部資助的3D工藝項目的一部分，第一批化學反應技術演示器的開發進一步證明了多孔材料結構的巨大潛力。

△這是由西門子和Toolcraft開發的樣件，其中考慮了3D打印的多孔金屬組件。其目的是展示此類材料的導熱性能

項目合作伙伴指出，粉末牀工藝（L-PBF）可用於製造精密的多孔金屬零件，並能夠精確控制孔徑及其分佈。這一做法旨在優化那些傳統制造方法難以實現的組件的結構和功能要求。例如，具有可滲透性且金屬穩定的結構能夠有效補償過壓、優化溫控或吸收液體。在某些情況下，多孔特性則展現出極大的優勢。Toolcraft進一步解釋稱，藉助空氣供應，物體可以在低摩擦的滑動表面上浮在空氣膜上，從而避免表面磨損。

△西門子3D打印多孔結構示意

從模擬到批量生產的合作伙伴

專家們看到了多種可能的應用，特別是在加工工業、能源工程和航空航天領域。此外，在機械工程和醫療技術中的應用也同樣具有前景。藉助Toolcraft，西門子現已擁有一個長期合作伙伴，能夠爲這些複雜材料結構的工業生產搭建戰略橋樑。這家中型公司致力於確保所有工廠系統的可轉移性符合流程工業的各項行業標準，並通過技術轉移進一步開發這種多孔印刷結構。Toolcraft在從模擬到實施的全過程中，始終是工業實踐應用的先驅，直到相關組件的批量生產。該家族企業還獲得了根據歐洲壓力設備指令2014/68/EU框架的哈氏合金C22材料添加劑製造商認證，至今已有一年多。此外，Toolcraft還將提供有關該主題的培訓課程，以傳承工具工藝的專業知識。

△今年8月份，Toolcraft與華曙高科簽訂了3D打印方面戰略合作伙伴關係

關於toolcraft AG

toolcraft AG由Bernd Krebs於1989年創立，公司位於德國喬治斯格明德（Georgensgmünd）和斯帕爾特（Spalt），是一家中型家族企業。toolcraft是先進技術的先驅，包括增材製造技術和定製化機器人整體解決方案。

Toolcraft與西門子的緊密合作，使得多孔金屬結構在流程工業和其它高科技領域的工業應用變得越來越重要。

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