Jimmy Toton inspekterar en 3D-printad stålfräs. Kredit:RMIT University
Ph.D. kandidat Jimmy Toton från RMIT University i Melbourne, Australien, har vunnit 2019 Young Defense Innovator Award och $15, 000 pris på Avalon International Airshow för forskningen, som genomfördes med Defense Materials Technology Center (DMTC) och industripartnern Sutton Tools.
Eftersom metallerna som används inom försvar och rymd är så starka, att göra verktyg av hög kvalitet för att skära dem är en viktig uppgift, och dyrt, utmaning.
Detta samarbetsprojekt genomfört på RMITs Advanced Manufacturing Precinct är den första övertygande demonstrationen av 3-D-tryckta stålverktyg som kan skära titanlegeringar såväl som, eller i vissa fall bättre än, konventionella stålverktyg.
"Nu när vi har visat vad som är möjligt, den fulla potentialen av 3-D-utskrift kan börja tillämpas på denna industri, där det skulle kunna förbättra produktiviteten och livslängden samtidigt som kostnaderna minskar, sa Toton.
Teamets högpresterande stålfräsar tillverkades med Laser Metal Deposition-teknik, som fungerar genom att mata in metallpulver i en laserstråle. När lasern rör sig och metallen stelnar vid bakkanten, ett 3D-objekt byggs lager för lager.
Denna additiva tillverkningsprocess gör det också möjligt att bygga objekt med komplexa interna och externa strukturer.
Toton övervann betydande utmaningar med att få lagren att "skriva ut" för att bli starka, sprickfria delar när han tog detta från det första konceptet till utvecklingen.
Han arbetar nu för att etablera en print-to-order-kapacitet för Australiens avancerade tillverkningskedjor.
Den högpresterande stålfräsen 3D utskriven av RMIT-forskare. Kredit:RMIT University
"Tillverkare måste dra full nytta av dessa nya möjligheter för att bli eller förbli konkurrenskraftiga, särskilt i fall där tillverkningskostnaderna är höga, sa Toton.
"Det finns verkliga möjligheter nu att vara ledande med den här tekniken."
DMTC:s verkställande direktör, Dr Mark Hodge, sa att vikten av produktivitet och kostnadseffektivitet för australiska tillverkare inte bör underskattas.
"Innovationer och framsteg inom försörjningskedjan som förbättrad verktygskapacitet bidrar alla till att uppfylla prestandariktmärken och positionera australiensiska företag för att vinna arbete i lokala och globala försörjningskedjor, " han sa.
"Kostnaderna för övningar, fräsar och andra verktyg under livslängden för stora kontrakt med försvarsutrustning kan gå in i tiotals, om inte hundratals, av miljoner dollar. Detta projekt öppnar vägen för att göra dessa högpresterande verktyg billigare och snabbare, här i Australien."
Sutton Tools Technology Manager, Dr Steve Dowey, sa att det var avgörande att ha Toton i nära samarbete med dem som ingenjörspraktik under sin forskning för att säkerställa branschrelevanta resultat.
"Detta projekt exemplifierar etiken för kompetensuppbyggnad genom industriell tillämpad forskning, snarare än att fokusera på utmärkt forskning för sin egen skull, sa Dowey.
RMITs Advanced Manufacturing Precinct Director och Totons handledare, Professor Milan Brandt, sade att arbetet var en tydlig demonstration av teknikens potential.
"Additiv teknologi ökar globalt och Jimmys projekt belyser en marknad där den kan tillämpas på just på grund av fördelarna som denna teknik erbjuder jämfört med konventionella tillverkningsmetoder, sa Brandt.
