美鋁公司是全球輕金屬技術(shù)、工程與制造的領(lǐng)導(dǎo)者，開創(chuàng)了推動(dòng)世界發(fā)展的多種材料解決方案，提供由鈦、鎳和鋁制成的增值產(chǎn)品，并生產(chǎn)世界一流的鋁土礦、氧化鋁和原鋁產(chǎn)品。
美鋁分拆的Arconic業(yè)務(wù)圖，圖片來源：am
正如像殼牌、美孚、BP、雪佛龍這些石油公司有著上游的石油天然氣勘探開采業(yè)務(wù)，又有著下游的化工與潤(rùn)滑油業(yè)務(wù)類似。現(xiàn)在，美鋁要分拆出下游業(yè)務(wù)的公司Arconic，這家公司的主要業(yè)務(wù)將包括金屬粉末生產(chǎn)、3D打印、熱等靜壓、鍛造、鑄造、機(jī)加工、質(zhì)量檢測(cè)。
粉末床選擇性激光燒結(jié)技術(shù)方面，美鋁做出了不斷的嘗試，在Pittsburgh,美鋁還擁有EBAM電子束融化焊接技術(shù)用來生產(chǎn)大尺寸的鍛造性能的金屬零件。早在2014年，美鋁就宣布了要采取3D打印技術(shù)來制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零件，因?yàn)槊冷X發(fā)現(xiàn)例如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)這樣的葉片，用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)從設(shè)計(jì)到成品，約為一年，而使用3D打印技術(shù)，時(shí)間可以減少到僅僅25周。除了減少了一半以上的時(shí)間，新產(chǎn)品開發(fā)的成本可能比傳統(tǒng)工藝減少25%。并且三維建模過程中允許復(fù)雜組件的設(shè)計(jì)可以轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)，這都縮短了漫長(zhǎng)的開發(fā)過程。
美鋁EBAM設(shè)備，圖片來源：am
事實(shí)上，原材料的性質(zhì)直接影響到金屬3D打印的產(chǎn)品質(zhì)量，美鋁在這方面投入了大量的人力和物力。美鋁的工程師們已經(jīng)很清楚的知道，不同的金屬打印設(shè)備更適合加工哪些品類的金屬粉末，而在實(shí)際加工過程中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)加工參數(shù)的最佳設(shè)置使得加工出想要的產(chǎn)品來，這涉及到對(duì)產(chǎn)品的幾何槽形的控制以及材料融化過程中的控制，而要達(dá)到如此細(xì)微程度的操控水平，就需要大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及建立嚴(yán)格的操作紀(jì)律。
美鋁為Orion打印的通風(fēng)帽航空航天零件，圖片來源：am
通過自我發(fā)展和兼并收購，美鋁快速發(fā)展了貫穿增材制造整個(gè)工藝鏈的工程能力，他們不僅僅對(duì)增材制造有著基于大量操作實(shí)踐的了解，還在包括熱等靜壓這些后處理工藝上進(jìn)行了大量的投資。美鋁自身的能力就可以滿足對(duì)增材制造流程中每個(gè)環(huán)節(jié)的把控，而他們甚至可以根據(jù)特定的加工需求來開發(fā)特定的金屬粉末，然后通過增材制造的工藝將其制造出來，再進(jìn)行后處理和質(zhì)量檢測(cè)。空客就是美鋁目前的主要客戶之一，美鋁為他們提供從材料到成品的一攬子服務(wù)。目前，美鋁已經(jīng)在密歇根的Whitehall投資了2千多萬美元用來提高對(duì)3D打印的金屬零部件后處理中熱等靜壓的能力。
美鋁的熱等靜壓設(shè)備，圖片來源：am
而單獨(dú)將下游服務(wù)業(yè)務(wù)以Arconic公司的名義拆分出來，無疑美鋁十分看重圍繞著增材制造的行業(yè)市場(chǎng)前景。美鋁認(rèn)為相比于傳統(tǒng)制造來說，增材制造可以制造出復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，這使得很多傳統(tǒng)制造方式無法實(shí)現(xiàn)，也突出了增材制造的優(yōu)勢(shì)。然而，復(fù)雜性并不是最重要的，對(duì)于用戶來說，他們想要更輕、更強(qiáng)、更耐疲勞、更不容易損壞掉的零件。而金屬3D打印通過金屬粉末的快速結(jié)晶方式來制造產(chǎn)品，這使得如何控制結(jié)晶水平變得尤為重要。
美鋁的專有的“Ampliforge”過程就是一個(gè)例子，它結(jié)合了鍛造與增材制造兩種工藝。在這個(gè)過程中，先是通過增材制造來制作毛坯件，然后通過鍛壓來進(jìn)行后處理。當(dāng)然，在這個(gè)過程中預(yù)成型件只需要一次鍛壓，而不是典型鍛造過程中的11或12次。通過這樣的加工方法，這個(gè)零件實(shí)際上變成了一個(gè)鍛件。
不僅僅是因?yàn)橛凶约旱暮诵募夹g(shù)，美鋁只所以分拆出Arconic的另一個(gè)原因是為了滿足各方面的市場(chǎng)需求，不僅僅是航空航天領(lǐng)域?qū)τ谠霾闹圃斓男枨笤诳焖僭鲩L(zhǎng)，包括汽車行業(yè)，體育用品領(lǐng)域的需求也在日益突出起來。雖然當(dāng)前對(duì)金屬3D打印的目光聚焦在航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域，但是美鋁也十分重視其他領(lǐng)域，美鋁認(rèn)為對(duì)于航空航天核心零部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化通常要持續(xù)7年，而對(duì)于方程式賽車的零件優(yōu)化有時(shí)候可以短到8周就實(shí)現(xiàn)了。而美鋁并不認(rèn)為航空航天在應(yīng)用增材制造技術(shù)方面是最神秘的行業(yè)，最神秘的行業(yè)是消費(fèi)運(yùn)動(dòng)品行業(yè)。
美鋁的做法可謂是全面撒網(wǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)。的確，現(xiàn)在的3D打印所處的階段頗類似于美國西部大開發(fā)的感覺，每家公司對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的潛力和前景的看法都不一樣，但一致的看法是，你必須了解整個(gè)流程鏈，只有在整個(gè)工藝鏈上平均用力，你才能在每個(gè)點(diǎn)上獲得比別人領(lǐng)先的學(xué)習(xí)曲線，而領(lǐng)先就意味著競(jìng)爭(zhēng)力。
