Ilyenek -e az ipari ventilátorok és a szivattyútestek házai fém 3D nyomtatáshoz?

一, Műszaki alkalmazkodóképesség: Hogyan lehet a fém 3D nyomtatás megkerülheti a hagyományos termelés során felmerülő problémákat
1. A bonyolult formák formázása egyszerre
A ventilátorok és a szivattyúházak gyakran bonyolult formákra van szükségük, mint például a - beépített áramlási csatornákban, hűtőbordákban és a telepítési interfészekben. A hagyományos technológiáknak moduláris gyártást és összeszerelést igényelnek, defém 3D -s nyomtatás(például a szelektív lézer olvadású SLM technológia) egyetlen nyomtatási folyamaton keresztül biztosíthatja a belső áramlási csatornák és a külső héjak integrált formáját. Például a 3D -s nyomtatása után a hűtőszivattyú -házat egy atomerőmű számára a 12 alkatrészre szoruló áramlási csatornarendszernek egy részre kombinálták. Ez 40% -kal csökkentette a súlyt, a folyadékrezisztenciát pedig 15% -kal, és megszabadult a hagyományos hegesztési módszerekkel járó stresszkoncentráció kockázatától is.
2. Az anyagok teljesítményének javítása
A háznak képesnek kell lennie arra, hogy ellenálljon a korróziónak, a magas hőmérsékletnek és az ipari környezetben. A fém 3D nyomtatás magas - teljesítményű anyagokat is alkalmazhat, beleértve a rozsdamentes acél, a nikkel - alapú ötvözeteket és a titánötvözeteket. Ez növeli a teljesítményt és finomíthatja a szemcséket a folyamat paramétereinek szabályozásával. Az Inconel 718 -ból készített nyomtatott alkatrészek szakítószilárdsága, a nikkel - alapú ötvözetből, továbbra is 1000 mpa -t érhet el, magas hőmérsékleten, 650 fokos hőmérsékleten. Ez jóval magasabb, mint a hagyományos öntvények 800 mpa, amire szükség van a petrolkémiai anyagokra, a gázturbinákra és más ágazatokra.
3. Könnyű és topológia optimalizálása
A Metal 3D nyomtatás "a - kereslet -alakításon" a topológia optimalizálási tervező szoftverének köszönhetően. Például az egyik típusú ventilátorház rácsszerkezetet használ arra a területre, amelynek nem kell támogatnia a súlyt. Ez 35% -kal csökkenti a súlyt, miközben megtartja a merevséget. A folyadékdinamika modellezése elősegíti a hőeloszlás -csatorna szerkezetének javítását is, amely 8 fokos csökkenti a berendezés működési hőmérsékletét, és 5%-kal növeli energiahatékonyságát.
4.
Általában 3-6 hónapot vesz igénybe a penész készítése, de a fém 3D nyomtatás mindössze 48-72 órán belül megteheti, a tervezéstől a mintáig. Egy bizonyos társaság, amely szivattyúkat és szelepeket készít, csökkentette az időt ahhoz, hogy egy új tengervíz -sótalanító szivattyú héját 90 napról 21 napra készítse, 3D nyomtatási technológiával. Emellett képesek voltak gyorsan testreszabni a különféle szivattyú test -specifikációkat, hogy megfeleljenek a tengeri platformok és más helyzetek igényeinek.
2, Egy tipikus eset elemzése: A gyakorlati út a laboratóriumtól az iparosodásig
1. eset: Nagy előrelépés az atomenergia fő szivattyúképének penész nélkül készítésében
A déli adalékanyag -technológia nehéz - Duty Metal 3D nyomtatást használ, hogy elkészítse a fő szivattyúházat egy atomerőmű számára, amely millió kilowatt villamos energiát termel. A régi dolgok elvégzésének régi módja 180 tonna acélrúdot igényel, és számos kovácsolási és hőkezelési lépéssel átadja azokat, amelyek akár hat hónapig is eltarthatnak . 3 D nyomtatás viszont 50 tonnás alkatrészeket készít közvetlenül egy géppel, csökkentve a ciklusidőt 50 napra, és az anyagok felhasználását 15% -ról 95% -ra növeli. A nyomtatott alkatrészek elvégezték a szakítószilárdság, az ütési szilárdság és az egyéb intézkedések vizsgálatát. Jobbak voltak, mint a kovácsok, és teljesítették az One Nukleáris Biztonsági Szintű Biztonsági Szintű előírásait.
A hajót meghajtó szivattyúk "intelligens gyártási" forradalma a 2. eset: A Huazhongi Tudományos és Módszertudományi csapat létrehozta a "mikroöntő kovácsolási" 3D nyomtatási módszert, amely ténylegesen egy nagy hajószivattyú -sugárhajtású tolóerőt készít a fém öntési és kovácsolási folyamatok kombinálásával. Ez a technológia meghaladja azokat a problémákat, amelyek a standard módszerek a berendezés méretével járnak. Az alkatrészeket 30% -kal erősebbé teszi, növeli a termelési pontosságot 0,5 mm -ről 0,1 mm -re, és megszabadul az összes olyan hibától, mint a pórusok és a repedések. Jelenleg a releváns technológiákat alkalmazták a háztartási repülőgép -hordozók, az LNG -hordozók és más fő nemzeti berendezéseknél.
3. eset: A szivattyúk "gyors testreszabása" olajfúráshoz
A Master Drillingnek, a bányászati ​​berendezéseket gyártó dél -afrikai társaságnak gyorsan meg kell javítania a fúrótoronyon lévő bolygófedél -készlet napenergia -felszerelését. A szokásos casting technika három hónapot igénybe vehet. Az asztali metal stúdió 3D nyomtatási rendszerével a fogaskerekek nyomtatási, zsírtalanító, szinteredését és hőkezelését mindössze három hét alatt lehet elvégezni, a ragasztó permetező fémpor -technológiával. A fogaskerék felületi keménysége a plazma nitride után 64 óráig növekszik, ami sokkal nehezebb, mint a szokásos módon kovácsolt 45 órás alkatrész. A költség 60% -kal csökken, és a szállítási idő ugyanakkor 80% -kal csökken.
3, Trendek és problémák az iparban: A technológia validálásától a nagy léptékben történő használatáig
1. Az anyagrendszer növekedése
Jelenleg a fém 3D -s nyomtatási anyagok közé tartoznak a közönséges ipari anyagok, beleértve a rozsdamentes acél, alumíniumötvözetek, titánötvözetek, nikkel - alapú ötvözetek és még sok más. Lassan új anyagokat adnak hozzá, mint például a magas- entrópia ötvözetek és amorf ötvözetek. Például egy vállalat magas - entrópia ötvözetet hozott létre a 3D nyomtatáshoz, amely 200% -kal rezisztensebb az oxidációhoz, magas hőmérsékleten, 600 fok, mint a szokásos nikkel - alapú ötvözetek. Ez az ötvözet nagyon durva körülmények között is használható, mint például a turbina lemezek a repülési motorokban.
2. Nagy lépés előre a multi - anyagi nyomtatási technológiában
Gradiens átmenet vagy kompozit nyomtatás több fém anyagból lehetséges az irányított energia lerakódás (DED) technológiával. Például egy rakétafúvókának van egy belső alumínium bronz hűtőcsatornája és egy külső Inconel 625 hő - rezisztens bevonat. A termikus vezetőképességet 40% -kal javítják, és az anyag szilárdsága eléri az 1200 MPa -t, amely megfelel az űrhajó hővédelmi igényeinek. Ezt rétegekben nyomtatás és az anyag melegítésével végezzük.
3. A minőség -ellenőrzési rendszer következetesebbé és jobbá tétele
A minőségi nyomon követhetőség, a folyamatfigyelés és a nem - A fém 3D nyomtatás romboló tesztelési módszerei egyre jobbak és jobbak, mint például az API 20T és az ISO/ASTM 52900 szabványok kialakulásának. Például egy vállalat létrehozott egy gépi látás -észlelési rendszert, amely valós időben problémákat találhat, például a porglomerációt és egy szisztázható melt medencét. Ez a rendszer javíthatja a hibafelismerés pontosságát 99,5%-ra is, ami biztosítja a minőséget a nagy- skála előállításához.
4. Versenyképesebb árak
A fém 3D -s nyomtatók vásárlásának költsége több mint 50% -kal csökkent, mióta Bolite és a Huashu High Tech elkezdte őket az Egyesült Államokban. Ugyanakkor a por újrahasznosítási folyamatának optimalizálása (például egy inert gázkeringési rendszer felhasználásával) 30%-kal csökkentheti az anyagköltségeket. Ha a tétel mérete több mint 500 darab, a kis, bonyolult szivattyú karosszériacsövek 3D -s nyomtatásának teljes költsége nagyjából megegyezik a hagyományos módszerekkel, a számítások szerint.