Lehet -e a fém 3D nyomtatás komplex folyadékcsatorna -struktúrákat hozhat létre?

1. műszaki alapelv: Pontos átalakítás a digitális modellekről kézzelfogható struktúrákká.
Az adalékanyag -gyártás rétegezési tulajdonságai hasznossá teszik a fém 3D nyomtatást a folyadékcsatornák előállításához. Például a szelektív lézer olvadás (SLM) technológia folyamata három lépésre bontható:
Digitális modellezés: A CAD szoftver segítségével készítsen egy folyadékcsatorna három - dimenziós modelljét, amely optimalizálja az áramlási útvonalat, keresztezi a - szekcionális alakot és a felületi érdességi tényezőket. Például a Sino Power multi - arányos szelepblokk a tenger alatti speciális berendezésekhez AI algoritmusokat használ egy áramlási útvonal topológiai szerkezetének automatikus létrehozására, amely 40%-kal csökkenti a folyadék ellenállást.
Réteges szeletelés: A lézeres szkennelési útvonal készítéséhez vágja a modellt vékony rétegekre, amelyek 20-50 μm vastagok a Z - tengely mentén. A Platinum Technology intelligens folyamatkönyvtára automatikusan megfelel a különböző anyagok lézerteljesítményének, szkennelési sebességének és egyéb beállításainak. Ez tartja a csatornafal vastagságának pontosságát ± 0,05 mm alatt.
Olvadó réteg rétegenként: egy magas - energia lézernyaláb szelektíven megolvasztja a fémport egy útvonalon, miközben inert gáz védi. Ez szilárd anyagot hoz létre a rétegek egymásra rakásával. Az elektronnyaláb -olvadás (EBM) technológia vákuum környezetben elektronnyaláb -szkennelést használ. Jó olyan anyagok készítésére, amelyeket nehéz feldolgozni, olyan magas - hőmérsékleti ötvözetek, amelyeket hűtőcsatornák készítésére használnak a repülőgép -motor turbina pengékéhez.
Ez a "a semmiből" gyártási módszer megszünteti az öntőformák és a vágószerszámok szükségességét a hagyományos folyamatokban. Közvetlenül létrehozhat bármilyen összetett áramlási csatornát is, beleértve a geometriai formákat is, amelyeket a hagyományos módszerekkel, például a spiráláram -csatornákkal, a multi - színpadi ág áramlási csatornákkal és a-, mint az áramlási csatornákkal, létrehozhat.
2, Használati helyzet: Brehthrough gyakorlat a magas - end gyártás területén
Repüléstechnika: Általános felhasználási eset a turbinapengék hűtőcsatornája egy repülési motorban. Ahhoz, hogy a hűtőcsöveket hagyományos öntési módszerekkel tegye fel, akkor össze kell fúrnia vagy hegesztenie kell őket. Ez szivárgásokat okozhat, és a hűtést kevésbé hatékony lehet. Használhatja a fém 3D nyomtatást egy belső labirintus áramlási csatornának elkészítéséhez, amely lehetővé teszi, hogy a hűtőgáz egyenletesen lefedje a penge felületét. Ez nagymértékben javítja a motor tolóerőjét - - súlyarányra. A GE által a 3D nyomtatási technológiával készített LEAP -motor üzemanyag -fúvóka egyesíti a 20 áramlási csatornát egyre, ami 25% -kal könnyebbé és 15% -kal üzemanyag -hatékonyabbá teszi.
Biomedical: A folyadékcsatorna kialakítása a testreszabott implantátumokban közvetlen hatással van arra, hogy a szövetek hogyan gyógyulhatnak. Például a 3D - nyomtatott csípőimplantátumok porózus csatornákkal rendelkeznek, amelyek biomimetikus csont -trabekuláris tulajdonságai vannak, amelyek elősegítik a csontsejtek szaporodását. A klinikai visszacsatolás azt mutatja, hogy a csontok integrálásának időhöz szükséges idő felére csökkent. A Maxwell Medical, a Xi'an intelligens gyártóvállalata 3D - nyomtatott intervertebrális fúziós eszközt készített egy belső áramlási csatornával, amely utánozhatja a természetes intervertebrális lemezek folyadékkeringését. Ez 30%-kal csökkenti a műtét utáni problémák kockázatát.
Energia és energia: 3D - A nyomtatott áramlási csatorna hőcserélők 20% -kal javítják a hőátvitel hatékonyságát, és 40% -kal csökkentik az anyaghasználatot azáltal, hogy javítják az áramlási csatorna geometriáját a nukleáris reaktorok hűtési rendszerében. A Xi'an Ouzhong technológia titánötvözet -áramlási csatornát készített a napenergia -berendezésekhez, amely egyenletesen forgalmazza a hűtő folyadékot a - szintű áramlási csatorna kialakításával. Ez tartja az egykristályos kemence hőmérsékletét ± 0,5 fokon belül.
3, Technológiai él: Kettős áttörés a tervezési szabadságban és a jobb teljesítményben
A tervezési szabadság forradalma: A hagyományos eljárásokat korlátozza az a szögek, amelyeken a formák megsemmisülhetnek, és a rendelkezésre álló eszközök. A futó kialakításának azt is figyelembe kell vennie, hogy a . 3 D nyomtatás előállítása mennyire könnyű bármilyen szögben vagy görbe áramlási csatornát készíteni. Például a Sino Power szelepblokkja a tenger alatti berendezésekhez 3D nyomtatást használ az eredeti 12 folyamat lyukának 3 folyamatos áramlási csatornájához. Ez 60% -kal, a nyomásvesztést 25% -kal csökkenti.
Az anyagok teljesítményének optimalizálása: A fém 3D nyomtatás finom szemcsés szerkezeteket hozhat létre, és erősebbé teheti az anyagokat, mivel gyorsan megszilárdul. A Platinum Lite által készített TC4 titánötvözetből készült áramlási csatornák szakítószilárdsága 1100mPa, ami 15% -kal erősebb, mint a kovácsolás. A topológia optimalizálásának kialakítása a terméket 30% -kal könnyebbé teszi, amely megfelel a repülési iparnak a "könnyű+magas - erő" igényének.
Költség- és időmegtakarítás a gyártásban: A hagyományos hidraulikus szeleptest elkészítése 12 lépést igényel, például öntést, megmunkálást és hegesztést, és akár 6 hónapot is igénybe vehet a . 3 D nyomtatáshoz a nyersanyagok egy helyen teljes árukká alakíthatják. A Sino Power hidraulikus szelepblokk -projektje a szállítási időt két hétre csökkentette, és a penészköltségeket 90%-kal csökkentette . 3 D A nyomtatás költsége nagyobb - Hatékony a kis tételű egyedi termékeknél.
4. Műszaki problémák és módja annak, hogy megkerüljék őket
A fém 3D -s nyomtatásnak nagy a lehetősége a folyadékcsatornák készítésére, de még mindig három nagy problémája van:
A felületi érdesség szabályozása: Az SLM folyamat által készített áramlási csatorna felületi érdessége általában RA250 - 400 μm. A tömítési kritériumok elérése érdekében ezt elektrolitikus polírozással vagy lövéssel le kell hozni RA10 μm -re vagy annál alacsonyabbra. A Xi'an Jiaotong University ultrahangos rezgés-asszisztens SLM technológiát készített, amely az áramlási csatorna felületi durvaságának Ra50 μm-t eredményezheti, amely csökkenti a feldolgozás utáni lépések számát.
Hibák megtalálása az áramlási csatornán belül: Nehéz látni olyan hibákat, mint a fúzió és a porozitás hiánya. A platina berendezések olyan ipari CT -szkennelő berendezéseket fejlesztettek ki, amelyek 0,1 mm -es belső hibákat találnak. A hibaérzékelési arány 99,9% -ra emelkedett, ha AI képfelismerési módszerrel használják.
Multi - Anyagkompozit nyomtatás: A komplex folyadékrendszerek működéséhez gyakran különféle anyagokat kell kombinálnia, például olyan csatornákat, amelyek nem korrodálódnak, és nagyon erős struktúrák. A Xi'an Ouuzhong technológia lézeres ív kompozit nyomtatási technológiája lehetővé tette, hogy a titán ötvözet áramlási csatornái és a rozsdamentes acélszerkezetek összekapcsolódjanak oly módon, hogy nem egységes. Ennek a technológiának a szakítószilárdsága 400 MPa, amire szükség van a tengeri mérnöki munka.