Mi a kilátás a fém 3D nyomtatásnak a hiba előrejelzésében és a pótalkatrészek intelligens gyártásában?

一, Hiba előrejelzése: A passzív karbantartásról az aktív védelemre való változás
A hagyományos berendezések meghibásodási előrejelzése a kézi ellenőrzéstől és az empirikus megítéléstől függ, ami megnehezíti a nemlineáris meghibásodási módok kezelését, ha a működési feltételek bonyolultak. A tárgyak internete, a digitális ikrek és a mesterséges intelligencia mind a Metal 3D nyomtatási technológiával együtt működnek egy intelligens előrejelzési rendszer létrehozásához, melynek neve "Pleption Analysis döntés - Making".
1.
Az Egyesült Államok LLNL Nemzeti Laboratóriuma létrehozott egy fém 3D -s nyomtatást, valós - időhiány -detektáló rendszert, amely fotodiódokat, pirométereket és termikus képalkotókat használ, hogy szemmel tartsa az olvadt medence hő sugárzását. Ha multi - fizikai mező szimulációkkal használják, akkor a rácsos oszlop hibáit előre láthatja, amelynek pontossága meghaladja a 94%-ot. Ezt a technológiát arra használták, hogy figyelemmel kísérjék a repülési motor pengék nyomtatási folyamatát. Ez csökkenti az idő szükséges időt, hogy a tipikus CT -szkennelés néhány óráról milliszekundumra szkenneljen, ami lehetővé teszi a problémák korai megoldását.
A kínai Shanghai Jiao Egyetemi csapata magas - áteresztési szimulációt használt a bemeneti energia sűrűség és a porozitás közötti kapcsolati grafikon kialakításához. Készítettek egy - alapú pórus -előrejelzési modellt is, amely pórushibákat találhat a lézerpor -ágy olvadási (LPBF) folyamatában, ami több mint 30%-kal növeli a repülőgép -alkatrészek fáradtsági élettartamát.
2. Az élettartam és a digitális ikrek modellezése
Az olyan vállalatok, mint a Siemens, digitális iker technológiát alkalmaznak a 3D nyomtatott részek virtuális modelljeinek elkészítésére. Ezek a modellek valós - időinformációkat mutatnak olyan dolgokról, mint a stressz, a hőmérséklet és a rezgés. Például egy repülési gyártó szerkezeti részeket készített a titánötvözetből az Egyesült Államokban gyártott hatalmas repülőgépek számára. A digitális ikreket használták a fáradtság -repedések útvonalának modellezésére intenzív működési körülmények között. Ez megváltoztatta a karbantartási ciklust a "rendszeres karbantartás" -ról "- keresletcsere" -re, amely 40%-kal csökkentette a pótalkatrészek készleteinek költségeit.
Az amerikai hadsereg kutatólaboratóriuma (ARL) az érzékelőket a 3D - nyomtatott martenzitikus acél alkatrészekbe helyezi, gépi tanulást használ a kopási adatok megvizsgálására, és előrejelzi, hogy az alkatrészek mennyi ideig tartanak. Ezenkívül a hibaarányt 5%alatt tartja. Ezt a módszert arra használták, hogy megjósolják, mikor kell a katonai helikopter sebességváltó rendszereknek karbantartást tartani, és 60%-kal csökkentik a nem tervezett állásidőt.
3. A tények kombinálása több forrásból és okos döntések meghozatala
A Platinum Technology intelligens folyamatkönyvtárja AI algoritmusokat használ a legjobb nyomtatási megoldás megtalálásához, több mint 100 000 anyagparamétert kombinálva a berendezések működésével, a környezetre és a múltbeli hibákra. Például egy bizonyos autógyártó motorhenger blokk -nyomtatásában a rendszer automatikusan megváltoztatja a lézerteljesítményt és a szkennelési útvonalat. Ez csökkenti a termikus stressz által okozott repedési sebességet 8% -ról 0,3% -ra. Azt is megjósolja a kulcsfontosságú alkatrészek fáradtsági korlátját, és megmondja a felhasználóknak, hogy mikor kell kicserélni a magas - kockázati alkatrészeket, mielőtt megszakadnának.
2, A pótalkatrészek intelligens gyártása: A változás a túl sok készletről a dolgok készítésére, csak akkor, ha szükségük van a dolgokra
Nehéz kielégíteni a személyre szabott és sürgős szükségleteket a hagyományos cserealkatrészek előállításával, mivel nagy készleteket és hosszú- kifejezést igényel. A Metal 3D Printing "Distributed Manufacturing" funkciója, a felhőplatformokkal és az intelligens ellátási láncokkal együtt megváltoztatja a pótalkatrészek „helyi nyomtatásból és globális eloszlásból” történő elkészítésének módját egy új paradigmává.
1. Nyomtatás igény szerint és gyors válaszok
A LIM - x650H lézernyomtató multi - lézeres együttműködési technológiát használ, és nagy repülőgép -alkatrészeket készíthet, például üzemanyag -fúvókákat a motorok számára. Egy bizonyos légitársaság hordozható 3D nyomtatót hozott létre egy távoli repülőtéren. A felhőn keresztül tervező fájlokat kap, és a sérült hidraulikus szeleptesteket nyomtatja a helyszínen. Ez csökkenti a karbantartási ciklust a szokásos két hétről nyolc órára, és 90%-kal csökkenti a pótalkatrészek szállításának költségeit.
Az orvosi iparban a 3D rendszerek fém 3D nyomtatást használnak az ortopédiai betegek egyedi csípőimplantátumainak készítéséhez. AI algoritmusokat használnak a biomimetikus minták javítására, ami csökkenti az idő szükséges időt, hogy az implantátumok integrálódjanak a csontokba 6 hónapról 3 hónapra. Miután feltöltötte a betegek szkennelése adatait a felhőbe, a 3D nyomtatási gyártók a világ bármely csomópontján azonnal elkészíthetik a dolgokat, amit a "globális tervezés, a helyi gyártás" jelent.
2. Új anyagok és teljesítmény testreszabása
A fém 3D -s nyomtatás megváltoztathatja az új porok készítésének módját, például a magas entrópia ötvözeteket és a gradiens anyagokat, hogy illeszkedjen a különféle munkakörnyezethez. A Kínai Tudományos Akadémia létrehozta a feconicális magas entrópia ötvözetet. A 3D nyomtatásnak köszönhetően egységes összetétel eloszlásával rendelkezik, és csak 1/5 -et korrodál, mint a tipikus 316L rozsdamentes acél, 3,5% NaCl -oldatban. Használják a tengeri szélturbina -csapágy ülések újjáélesztésére, amelyek most már több mint öt évig tarthatnak.
A Broadcom Precision 3D - nyomtatott die - casting penész betétek olyan helyi megerősítési kialakítást használnak, amely sokkal jobb, mint a korábbi módszerek az ütés szilárdsága, a kopásállóság és a hozam szempontjából. Az egyik autóipari vállalat ezt a technológiát alkalmazta az alumínium ötvözetű kerékagyak készítéséhez. Ez tette az öntőformákat 20 000 -szer hosszabb ideig tartva, és az egyes egységek költségeit 35%-kal csökkentette.
3. A körkörös gazdaság és a zöld gyártás
A topológia optimalizálásával és az anyaghulladék levágásával, a fém 3D nyomtatás levágja a széntartalmú alkatrészek széntartalmát. Például a Platinum Technology motorkeréket készített egy repülési társaság számára, amely 60% -kal könnyebb volt, és 80% -kal kevesebb nyersanyagot használt, mivel rácsos kialakításához. A porszűrő és a regenerációs rendszerek használata a fémpor esetében több mint 95% -os visszanyerési sebességhez vezetett, ami csökkenti az erőforrások elvesztését a gyártás során.
A Zhongke Quantum Laser 3D nyomtatási technológiát használ új Crystalliser rézlemezek készítéséhez a karbantartáshoz. A lézeres burkolat és az kopott réteg rögzítése az eldobott rézlemezek felületén 1-7 -szer hosszabb ideig tarthat. Ez készenléti veszteségeik több mint 50% -át megtakarítja az acélgyárakkal, és évente több mint 1000 tonnával csökkenti a szén -dioxid -kibocsátást.
3, Jövőbeli trend: A technológia kombinálásától a környezet újjáépítéséig
A fém 3D -s nyomtatás az egyetlen technológiai eredménytől az egész iparág láncának felhasználására mozog a kudarc előrejelzése és a pótalkatrészek intelligens gyártása érdekében. Az elkövetkező öt évben az ipar a következő trendeket mutatja be:
A technológia több integrációja: Az AI algoritmusok még jobbá teszik a nyomtatási útvonaltervezést, létrehozva az „önérzékelést, az önjavítást és az ön optimalizálását” az intelligens nyomtatáshoz. A digitális ikrek és a blockchain technológiát használják a teljes életciklus -nyomon követési rendszer létrehozására a pótalkatrészekhez.
Az alkalmazás használatának további módjai: túlmutat a repülőgép- és autóipari gyártáson, hogy olyan iparágakat is magában foglaljon, mint az energia, az elektronika és az építés. Például a 3D -s nyomtatás összetett szerkezeti alkatrészeket készíthet, amelyek képesek kezelni a magas hőmérsékleteket és a helyszínen a nukleáris reaktorok fenntartása érdekében. Az 5G alapállomások építéséhez a 3D nyomtatás testreszabható, hogy nagyon nagy pontosságú hőeloszlású modulokat készítsen.
Innováció az üzleti modellekben: Vannak új megközelítések, beleértve a felhőgyártási platformokat, a nyomtatott mennyiség alapján számlázást és a berendezések lízingjét. Például egy vállalat elindította a "3D nyomtatás - AS - A - szolgáltatás" (3DPAAS) platformot, amely a világ minden tájáról származó tervezési erőforrásokat összekapcsolja a gyártási csomópontokkal bizonyos területeken. A felhasználók az alkalmazás használatával feltölthetik az igényeiket, és megkaphatják az összes szükséges segítséget, a tervezéstől a kézbesítésig.
Teljes szabványos rendszer: Kína vezetett az utat számos világméretű szabvány létrehozásához, például az anyagok tesztelésére és a berendezések teljesítményére. Ez elősegítette az ágazat szabványosított növekedését. Például a repülőgépiparban az adalékanyag -gyártás légialkalmassági tanúsítási eseteinek növekedése nagy előrelépés a technológiában, amely növeli a termelékenységet a vállalat szívében.