GE将冷喷涂与机器人技术结合,打印更大、更好的部件!

近日,GE的科学家正将气体动态“冷喷”沉积技术与机器人技术和机器学习相结合,使用增材制造以更高的精度来构建和修复金属部件。

GE科学家Leo Ajdelsztajn、Joe Vinciquerra和他们的团队正在进一步开发冷喷涂技术,使金属部件可以更大规模(不受3D打印机体积的限制)进行3D打印,而且精度更高。

以超音速喷冷喷

冷喷涂是一种材料沉积过程,涉及使用超音速气体射流加速固体粉末颗粒。颗粒以4马赫的速度(声速的四倍)通过连接在机器人臂上的喷嘴发射。当粒子撞击基底层时,它们表现为液体,迅速冷却,并与之形成原子熔合。

由于冷喷涂技术不使用与焊接相同程度的热量,因此使用此技术可以使部件更容易地恢复到其原始状态。一个新的层修复破旧的部件,而不会改变原来的机械性能。使用机器人手臂可以进一步实现精确度,机器人手臂可以在特定区域移动并磨合。

该技术被Avio Aero(一家GE航空公司)的工程师用来修理GE90发动机上的齿轮箱,而商业化的冷喷涂机现在以SPEE3D的LightSPEE3D 3D打印机的形式出现。

改进GE的冷喷涂

当前冷喷雾沉积存在的问题是工艺的不精确性以及随之而来的需要数控铣削零件精度。这可能会花费很多成本,浪费材料。

十月,Ajdelsztajn的团队加入了第二个机器人手臂,一个手臂拿着这个部件将其移动到一个精确的位置,而另一个手臂则将冷喷金属喷到它上面。

机器人拥有12个自由度的空间,使其能够在不同的方向上倾斜,并使过程更加精确。该装置已被用于成功制造喷气发动机的翼型。

现在,Joe Vinciquerra正在将他的人工智能和机器学习研究融入到冷喷涂技术中。 Vinciquerra向GE报告解释说,与人工智能相比,这项研究可以比作“每年绘制相同的图像40000次,并分析每幅绘画中的微小差异”。

通过应用AI进行分析后的变更,机器人将改善其性能,并使用冷喷涂沉积产生更好的零件或维修受损部件。

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