1. Az energetikai berendezések gyártásának egyedi jellege a minőségellenőrzést fontosabbá teszi.
Három fő dolog nehezíti meg az energetikai berendezéseket. Először is, az anyagok nagyon extrém tulajdonságokkal rendelkeznek. Például a gázturbina lapátjainak 1500 fokos hőmérsékletet és 300 MPa feszültséget kell elviselniük. Másodszor, a szerkezetek nagyon bonyolultak. Például egy atomerőmű gőzfejlesztőjében több tízezer finom csövek találhatók. Harmadszor, a szolgáltatási környezet keményebb lett. Például a tengeri szélerőműveknek ellenállniuk kell a sópermet korróziónak és a tájfun okozta károknak. Ezek a tulajdonságok háromszor nehezebbé teszik a fém 3D nyomtatás minőségellenőrzését:
Az anyagtulajdonságok stabilitásának ellenőrzése: Nehéz munkakörülmények között a nyomtatott részek nem tönkretehetnek olyan módon, mint a kúszás és a fáradásos törés. Például az Inconel 718 nikkel-alapú ötvözetből készült gázturbinalapátok forró izosztatikus préselést (HIP) igényelnek, hogy megszabaduljanak a belső pórusoktól, és a lapátok élettartama több mint kétszer olyan hosszú legyen, mint a hagyományos öntvényeknél.
Geometriai precíziós zárt{0}hurkú vezérlés: A precíz alkatrészek, például az atomreaktorok vezérlőrúd-meghajtó mechanizmusai esetében a mérettűréseket ± 0,05 mm-en belül kell tartani. Az egyik cég lézeres interferometriás mérőrendszerrel egészítette ki SLM berendezését, hogy nyomtatás közben valós időben tudja kijavítani az alak- és helyzethibákat. Ez a kritikus dimenzió minősítési arányát 82%-ról 97%-ra emelte.
A hibák megtalálásának teljes körű lefedettsége: Az ipari CT-szkennelés mögött meghúzódó technológia képes megtalálni a 0,02 mm-es vagy nagyobb átmérőjű mikrolyuk hibákat, és 3D-s modelleket hozhat létre a nyomtatott termékekről. Egy szélerőműveket gyártó cég hibaadatbázist hozott létre, és gépi tanulási algoritmusokat használt a CT-képek okos megtekintésére. Ezzel 4 óráról 20 percre csökkenti a hibák feltárásához szükséges időt.
2. A teljes folyamat minőség-ellenőrzési rendszerének négy pillére
(1) Az anyagteljesítmény ellenőrzése a forrásnál
A por minőségének három ellenőrzése: Állítson be egy rendszert a portételek kezelésére, hogy ellenőrizhesse a kémiai összetételt (ICP{0}}AES kimutatással), a részecskeméret-eloszlást (lézerdiffrakciós módszerrel) és a folyóképességet (Hall árammérővel) minden fémpor adagon. Az egyik energetikai berendezéseket gyártó cég azt állítja, hogy a 316 literes rozsdamentes acélpor D50 részecskeméretének 25 és 35 μm között kell lennie, a Hall áramlási sebességének legfeljebb 25 s/50 g-nak, az oxigéntartalomnak pedig legfeljebb 0,05%-nak kell lennie.
Anyagadatbázis felépítése: Készítsen folyamatparaméter-adatbázist 12, az energiaterületen gyakran használt ötvözetből. Ennek az adatbázisnak olyan fontos információkat kell tartalmaznia, mint az olvadékhalmaz alakja és annak valószínűsége, hogy a különböző portételek bizonyos energiasűrűség mellett szferoidizálódnak. Például az adatbázisból kiderül, hogy az AlSi10Mg alumíniumötvözet legjobb sűrűsége (99,2%) és szakítószilárdsága (320 MPa) 350 W-os lézerteljesítménnyel és 1200 mm/s pásztázási sebességgel érhető el.
(2) A nyomtatási folyamat valós idejű vezérlése
Több fizikai mező közötti interakció szimulációja: Az ANSYS Workbench szoftvert használjuk a nyomtatási folyamat hőmechanikus csatolási szimulációinak elvégzésére, és kitaláljuk, hogyan oszlik el a maradék feszültség. Egy atomenergetikai berendezéseket gyártó vállalat szimulációs optimalizálást alkalmazott, hogy a nyomtatási tájolást a Z-tengelyről 45 fokos szögre változtassa. Ez 0,8%-ról 0,3%-ra csökkentette a Z-tengely zsugorodási arányát, és sokkal ritkábbá tette a rétegek közötti hámlási problémákat.
Zárt{0}}hurkú vezérlőrendszer használata: Helyezzen el egy infravörös hőmérőt és egy olvadékmedencét figyelő kamerát az SLM-berendezésbe, hogy valós idejű információt tudjon adni az olvadékmedence méretéről (±10 μm hiba) és hőmérsékletéről (±5 fok). Ha az olvadt medence szélessége 15%-kal meghaladja az előre meghatározott értéket, a rendszer automatikusan módosítja a lézerteljesítményt és a pásztázási sebességet, hogy az olvadt medence stabil maradjon.
(3) Az utófeldolgozási technológia pontos irányítása-
A hőkezelési folyamat optimalizálása: A Ti6Al4V titánötvözetből készült nyomtatott alkatrészekhez két-lépéses lágyítási eljárást dolgoztak ki. Az első lépés a fázis 920 fokos megváltoztatása 2 órán keresztül. A második lépés a + fázis szerkezetének finomítása 730 fokon 4 órán keresztül. A nyomtatott alkatrészek kifáradási szilárdsága a feldolgozás után 40%-kal nőtt, elérve a 680 MPa-t.
Felületmódosítási technológia integrálása: A mikroíves oxidációs (MAO) technikával 50 μm vastag kerámia bevonatot készítenek az olyan részek felületén, amelyek valószínűleg korrodálódhatnak, beleértve a tengeri szélturbinák sebességváltójának csapágyait. Ez 500 óráról több mint 2000 órára növeli a sópermet korrózióval szembeni ellenálló képességét.
(4) Okosan javítja a minőség-ellenőrzést
A roncsolásmentes tesztelési technológiák keveréke: Hozzon létre egy három-szintű tesztelési rendszert, amely magában foglalja az "ipari CT-t, az ultrahangos fázisú tömböt és az örvényáramú tesztelést". Először is használjon ipari CT-t (10 m-es felbontás) a gázturbina teljes égésterének átvizsgálására, amely 200 mm átmérőjű. Ezután használjon ultrahangos fázisú tömb finomtesztet (0,1 mm-es felbontás), hogy ellenőrizze a gyanúsnak tűnő régiókat. Végül használjon örvényáramú vizsgálatot a felület repedéseinek ellenőrzésére.
A digitális iker technológia használata: Készítsen digitális másolatokat a nyomtatott részekről, és kövesse nyomon azok teljesítményét valós időben. Egy adott cég egy fáradtság-előrejelző algoritmust adott hozzá digitális ikermodelljéhez. Ez 6 hónappal korábban értesíti bizonyos berendezések meghibásodási kockázatait, és 65%-kal csökkenti a nem tervezett állásidőt.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-airplane-engine-stand.html