Javíthatja -e a fém 3D -s nyomtatás a berendezések stabilitását a nagy rezgéskörnyezetben?

一, Műszaki felhatalmazás: Logika stabil fém 3D nyomtatási rekonstrukciós berendezések tervezéséhez
1. Topológia optimalizálása és rácsszerkezete: A "passzív rezgéscsökkentés" -ről "aktív rezgés abszorpció" -ra váltás
A berendezések rezgésének csökkentésének hagyományos módjai között szerepel a külső alkatrészek, például a gumi párnák és a rugók, amelyek helyet foglalnak el és idővel elhasználódhatnak. A topológia optimalizálási algoritmusok felhasználásával a fém 3D nyomtatás biomimetikus rácsszerkezeteket hozhat létre (mint például a méhsejt, a rács és a spirálgradiens struktúrák) az eszközön, olyan tényezők alapján, mint a rezgés gyakorisága és a feszültség eloszlása. Ez lehetővé teszi a szerkezet és a funkció mély integrációját.
Például egy vállalat SLM technológiát alkalmazott egy titánötvözet -rácsszerkezet kinyomtatására az atomerőmű hűtőszivattyú -járókerékéhez. A rezgési amplitúdót 40%-kal vágtuk le, és a rácsos egységek csillapító tulajdonságai elnyelték a szerkezet belsejében lévő rezgési energiát, ahelyett, hogy fontos részekre küldenék. Ez tartotta a folyadék dinamikájának teljesítményét. A Közép -South University csapat PEP (por extrudálási adalékanyag -gyártás) technológiát is alkalmazott egy 93W/96W -os kettős anyaggradiens kemény ötvözet készítéséhez. Ez az ötvözet képes volt kezelni a feszültséggradiens átmenetet a rezgésterhelés alatt azáltal, hogy egyenletesen elterjesztette a fázist az interfészen, amely megakadályozta, hogy a fáradtság repedései a hagyományos hegesztési struktúrákban képződjenek.
2. Multi - Anyagkompozit nyomtatás: Az "egyszeri teljesítmény" -ről a "rendszerintegrációhoz".
A magas - rezgési berendezéseknek gyakran meg kell találniuk az egyensúlyt a könnyű, erős és rozsdás ellenállóság között. A hagyományos módszereknek sok különféle alkatrészt kell összeállítaniuk, de a fém 3D nyomtatás lehetővé teszi a különböző anyagok letétbe helyezését egy gradiensbe, amely lehetővé teszi, hogy a zónát egyetlen részben zónában legyen. Például a Sublimation 3D külön ikerfúvóka -rendszert használ mind a nikkel - alapú magas - hőmérsékleti ötvözetű szubsztrátok és a Tungfen ötvözet -termikus gát bevonatának kinyomtatására ugyanabban az időben. A pengék termikus fáradtság -ellenállása megháromszorozódik, és súlyuk 15% -kal csökken, magas - hőmérsékleti rezgési környezetben, 1200 fokos. Ennek oka az, hogy a nanorészecskék erősebben kapcsolódnak az érintkezőnél. Ugyanígy, a Baochen Xin Laser egy - mód/multi - mód állítható fénypontos kialakítását használja a kobalt króm ötvözet rétegének nyomtatásához az öntődarab felületére, amely nagyon nehéz. A magterület egy könnyű alumíniumötvözetet használ, hogy gyorsan felszívja a rezgési energiát a kemény felületi rétegen. Ez csökkenti az általános tehetetlenséget és csökkenti a rezgés gerjesztésének forrásait.
3. A hibák csökkentése és a teljesítmény konzisztens tartása: A "próba és hiba" -ról a "pontos vezérlésig" való áttérés
A rezgési környezet nagyon érzékeny az anyagok hibáira, és a hagyományos módszerek gyakran olyan hibákat hagynak hátra, mint a pórusok és a repedések a penész korlátozása miatt. Ez lerövidíti az anyag fáradtságát. A folyamatparaméterek beállítása és az online megfigyelési technológia sokkal jobbá teheti a fém 3D nyomtatást, hogy az anyagokat sűrűbbé és következetesebbé tegye a teljesítményben. Például a Wisconsini Egyetem Madison 4,4 vol. Ez azért működött, mert a nanorészecskék stabilizálják az olvadékmedencék ingadozását. A porozitás nullához közel került, és a szemcseméret sokkal kisebb lett, ami miatt az anyag fáradtságának korlátja 50% -kal emelkedett, amikor magas frekvenciákon rezeg. Ezenkívül a lézer lim - X sorozatú gépei multi - lézeres együttműködési szkennelési technológiával és valós - időbeli visszacsatolás -vezérléssel is rendelkeznek. A nagy titán ötvözet spirál szerkezeti darabjainak nyomtatásakor a rétegek közötti eltérést ± 0,05 mm -en belül tartják, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a szerkezet erős marad, még akkor is, ha vibráló.
2, Amit a vállalkozások végeznek: A fém 3D -s nyomtatásban a stabilitás általános felhasználása
1. Repülési repülés: "Könnyű túlélés" olyan helyeken, ahol sok rezgés
A síkok, rakétatermelők és más berendezések motorjainak hosszú ideig kell működniük nagyon forró és nagyon magas - frekvenciavibráció alatt. Mivel annyira nehézek, a hagyományos nikkel - alapú ötvözött pengék valószínűleg kudarcot vallnak a rezonancia miatt. Az SLM technológiát használva a GE Aviation nyomtatja ki a motoros üzemanyag -fúvókákat, amelyek 20 alkatrészt egy darabban egyesítik egy integrált kialakításon keresztül. Ez a fúvókákat 25% -kal könnyebbé teszi. A belső hűtőcsatornának egy fa - olyan szerkezete van, amely utánozza a természetet. Ez teszi a - által indukált termikus feszültséget egyenletesebben eloszlatva, és kiterjeszti a fúvóka élettartamát a standard módszerek háromszorosára. A szublimáció A 3D -s volfrám -ötvözet alkatrészei az űrrepedéshez szintén a PEP technológiát használják a fémdegormáció problémájának megoldására, amelyet nehéz megolvadni. Méretükben stabil maradhatnak, még egy magas - hőmérsékleti rezgési környezetben is, amelyre a mély űrkutatási missziókra van szükség.
2. Vasúti tranzit: A szerkezet, a zajcsökkentés és a rezgés csökkentésének „kettős garanciája”
A magas - sebességű sínkorsó, sebességváltók és más alkatrészek hosszú ideig nyomon vannak az ütés és a motor rezgése. A hagyományos hegesztett rendszerek nagyobb valószínűséggel bírnak biztonsági problémákkal, mert szétválhatnak a fáradtságtól. A China CRRC kereszteződést nyomtat a titánötvözet -forgóvidékek számára az SLM technológiával. A tömeget a topológia optimalizálása 30% -kal csökkenti, és a rácsszerkezet elnyeli a rezgési energiát a sugár belsejében, így a kocsi belsejében lévő zaj csendesebb. Ugyanakkor a baochenxin lézer multi - anyagkompozit nyomtatási technológiát használ a kobalt króm ötvözet bevonására, nagy keménységgel a fogaskerék felületén, amikor a vasúti sebességváltók készítése. A magterület alumínium ötvözet mátrixot használ a rezgésforrás (fogaskerék -háló) elválasztására a terhelést tartó szerkezettől, amely 70%-kal csökkenti a sebességváltó meghibásodási sebességét.
3. Energiafelszerelés: A nukleáris és a szélenergia "anti - rezgésfrissítés".
Az atomerőmű fő szivattyúinak és a szélturbina fogaskerekeknek például sok rezgéssel és sugárzással kell működniük. A hagyományos anyagok valószínűleg kudarcot vallnak a korrózió rezgése miatt. A CGN fém 3D nyomtatást alkalmaz az atomerőszelep testének másolatának elkészítéséhez. A szeleptest élettartama 5 évről 15 évre megy olyan környezetben, amelynek rezgési gyorsulása 5G és 10 ⁶ Gy sugárzási adagot ad. Ezt úgy végezzük, hogy finomítják az áramlási csatorna szerkezetét a folyadék rezgés gerjesztésének csökkentése és a nikkel - alapú ötvözött anyagok felhasználása érdekében, hogy a korrózióval szemben rezisztensebbé váljon. A Siemens Gamessa SLM technológiát használ a bolygófutazók nyomtatásához a szélerőmű -iparban lévő sebességváltókhoz. A könnyű kialakítás 40%-kal csökkenti a tehetetlenségi nyomatékot, és a belső rácsszerkezet elnyeli a rezgési energiát a hordozó belsejében. Ez a sebességváltó sebességváltóját 3% -kal hatékonyabbá teszi, és meghosszabbítja a kudarcok közötti időszakot 20 000 órára.