Használható -e a fém 3D -s nyomtatás az ipari berendezések alkatrészeinek újbóli átalakításához?

1. technológiai áttörés: ugrás a "javításról" a "újjászületésig"
A fém 3D nyomtatás fő előnye, hogy nagy pontossággal javíthatja a komplex geometriai mintákat. Például a repülőgép -motor turbinapengékének standard újragyártásához kézi hegesztésre van szükség a hőgátréteg károsodásának rögzítéséhez. Ez az eljárás könnyen okozhatja a termikus feszültségkoncentrációt, és a javított penge csak 60% -ot tud tartani, amíg az eredeti kialakítás. A Platinum Technology Co., Ltd. szelektív lézeres olvadási (SLM) technológiát használ a turbina pengék vezető élek hűtési lyukainak sikeres kinyomtatásához és rögzítéséhez a lézerintenzitás és a szkennelési út megváltoztatásával. A javított pengék 2000 termikus cikluson mentek keresztül, magas hőmérsékleten, 1150 fokos hőmérsékleten, repedések vagy a bevonat hámozása nélkül. A korábbi eljárásokhoz képest a szolgáltatási élettartam 40% -kal hosszabb volt, és a javítási ciklust 30 napról 72 órára csökkentették.
A magas -}-}}-}- Fáradtságú forgóvázak problémájának kijavításához a CRRC az elektronnyaláb -olvadáson (EBM) alapuló újrajomlási technológiával állt elő. A gradiens szilárdsági struktúrát a repedés helyén nyomtatják ki azáltal, hogy a repedés területének pontos digitális modelljét 3D -s szkennelés révén kapják meg, és kombinálják a topológia optimalizálásával. Ez lehetővé teszi a javítási területnek az alapanyag 92% -ának fáradtságát, míg a hagyományos hegesztési javítás csak 75% -ot képes visszaállítani. Ezt a módszert arra használták, hogy rögzítsék a CR400AF magas - Sebességi Train Fro -t a tételekben, csökkentve a 65% -os javítás költségeit, és évente több mint 200 millió jüan megtakarítást megtakarítva a karbantartás során.
2. Új anyagok: Az "single" -ről "többszörös" -re haladva
A fém 3D -s nyomtatás képessége a különböző anyagokkal való együttműködéshez nagy oka annak, hogy felhasználható az újrapróbáláshoz. Az ipari gépek különféle operatív kontextusai számára a kutatási és fejlesztési csapatok számos speciális ötvözet -porot hoztak létre:
Ötvözi rendszer magas hőmérsékletekhez: A GE Aviation in718 nikkel - alapú ötvözött port készített a Leap motorok égési kamrajához. A nyomtatott alkatrészek tartóssági szilárdsága 650 fokon nagyobb vagy egyenlő 900 MPa, ami megfelel a repülőgép -motorok magas működési feltételeinek. Ez azért lehetséges, mert a por részecskeméretének eloszlása ​​(d 50=45 μm) és az oxigénkoncentráció (<50ppm) are controlled.
A nem kopott anyagrendszer: A WC Co kemény ötvözetű kompozit port a Xi'an Jiaotong University készítette a bányászati ​​gépek kopásának alkatrészeihez. Az alagútgép vágófogai lézer szelektív szintering (SLS) technológiával készültek, háromszor több kopás - ellenálló, mint a normál kovácsolt alkatrészek, és a HRC68 keménysége. A szolgálati élet most 12 hónap.
Könnyű anyagrendszer: A BMW Group Ti-6AL-4V titánötvözet port alkalmaz, hogy az IX3 elektromos jármű motorja újra elkészítse. A formatervezés topológiájának optimalizálásával a ház súlyát 35%-kal csökkentik, és a hőeloszlás hatékonyságát 22%-kal javítják. Ennek eredményeként 6,8 kW/kg motoros energia sűrűsége van, amely az iparág legmagasabb.
3.
A modern fém 3D -s nyomtatás és az újraszakítás egy teljes műszaki láncot hozott létre, amely magában foglalja a "Detektálási modell nyomtatási üzenet - feldolgozását".
Intelligens érzékelő rendszer: A Siemens ipari szoftver NX AM modulja kombinálhatja a lézer -szkennerekből és az ultrahangos hibák észleléséből származó adatokat, automatikusan létrehozhatja a hibaterületek 3D -s modelleit, és 0,02 mm detektálási pontosságot érhet el, amely tízszer pontosabb, mint a kézzel történő mérés.
Adaptív nyomtatási folyamat: A Platinum BLT - S800 több - lézeres együttműködési rendszerrel rendelkezik, amely megváltoztathatja a lézerek teljesítményét és sebességét az elemek alakjától függően. Egy bizonyos típusú gázturbina vezető lapát nyomtatásakor a rendszer automatikusan megtalálja a vékony - fallal ellátott területet (vastagság<1mm) and lowers the laser power from 300W to 200W. It also speeds up the scanning from 1000mm/s to 1500mm/s to keep the thin-walled area from changing shape by more than 0.05mm.
Digitális üzenet - Feldolgozás: Az Airbus forró izosztatikus sajtó (HIP) POST - feldolgozási módszer sűrűbbé teheti az SLM nyomtatott komponenseket, 99,2% -ról 99,95% -ra haladva, ami megszabadul a belső pórusok hibáitól. A kezeletlen alkatrészekhez képest a csípővel kezelt A350XWB futómű -rugók fáradtsági élettartama ötször hosszabb, és 98%, mindaddig, mint a kovácsolt alkatrészek.
4. Gazdasági elemzés: A "magas költség" -ről "skálára" való változás
Ahogy a berendezések lokalizációjának üteme növekszik, és az anyagok költségei csökkennek, a fém 3D nyomtatás újbóli átalakítása gazdaságilag életképesebbé vált, és előnyt szerzett a versenytársaival szemben.
A költségszerkezet optimalizálása: Egy bizonyos autómotor -hengerblokk újratelepítési projektje azt mutatja, hogy a hagyományos kovácsolási és megmunkálási eljáráshoz képest egy darab költsége 1200 jüan, míg az SLM nyomtatási folyamathoz képest egy darab költsége 850 jüan. A por anyagok költsége 60% -ról 45% -ra csökkent, míg a berendezések értékcsökkenésének és az energiafelhasználásnak a költsége 25% -ról 18% -ra csökkent.
A készletköltségek csökkentése: A Rolls Royce 3D - nyomtatott digitális raktárat épít fel a repülési pótalkatrészekhez, a globális készlet értékét 4,2 milliárd dollárról 1,8 milliárd dollárra csökkenti, és csökkenti az ügyfelek repülőgépeinek kiszolgálását (AOG) 72 óráról 8 órára. Ez évente több mint 500 millió dollárt takarít meg a légitársaságok működési költségeiben.
A skála hatása a termelésre: A Platinum BLT - W sorozatú ív -adalékanyag -gyártás (WAAM) berendezések a repülés szerkezeti alkatrészeit 2,5 méter átmérőjével készíthetik, amelyek mindegyike együtt formázott. Az egy darab kinyomtatásához szükséges idő 80% -kal kevesebb, mint a tipikus multi - folyamatgyártásnál, és az anyaghasználati arány 35% -ról 92% -ra. Ez lehetővé teszi a tömeges szerkezeti alkatrészek előállítását, amelyeket újrarajzoltak.