Kas tööstusventilaatorite korpused ja pumbakehad sobivad metalli 3D -printimiseks?

一, tehniline kohanemisvõime: kuidas metallist 3D -printimine võib traditsioonilises tootmises ilmnevate probleemidega mööda minna
1. keerukate kujundite vormimine korraga
Fännid ja pumba korpused vajavad sageli keerulisi kujundeid, näiteks ehitatud - voolukanalites, jahutusvalamutes ja paigaldusliidestes. Traditsioonilised tehnoloogiad vajavad moodultootmist ja kokkupanekut, kuid kokkupanekutmetallist 3D -printimine(nagu selektiivne lasersulamise SLM -tehnoloogia) võib ühe printimisprotsessi kaudu pakkuda sisemiste voolukanalite ja väliste kestade integreeritud vormimist. Näiteks pärast 3D -printimist tuumaelektrijahutuspumba korpuse jaoks ühendati üheks osaks voolukanali süsteem, mis varem vajas 12 osa. See vähendas kaalu 40% ja vedelikuresistentsust 15% ning vabanes ka traditsiooniliste keevitusmeetoditega kaasneva stressi kontsentratsiooni riskist.
2. materjalide jõudluse parandamine
Korpusel peab olema võimeline taluma korrosiooni, kõrgeid temperatuure ja palju survet tööstuses. Metalli 3D -printimine võib kasutada kõrgeid - jõudlusmaterjale, sealhulgas roostevabast terasest, niklil - põhinevad sulamid ja titaansulamid. Samuti võib see suurendada jõudlust ja täpsustada teravilja, kontrollides protsessi parameetreid. Nikkel - -l põhinevast sulamist valmistatud Trükitud osade tõmbetugevus võib ikkagi saavutada 1000MPa kõrgel temperatuuril 650 kraadi. See on palju suurem kui traditsiooniliste valandite 800MPa, mida vajavad naftakeemia, gaasiturbiinid ja muud sektorid.
3. Kerge ja topoloogia optimeerimine
Metalli 3D -printimine saab teha "- nõudmise kujundamine" tänu topoloogia optimeerimise disainitarkvarale. Näiteks kasutab üks ventilaatori korpuse tüüp võrestruktuuri, et hõivata piirkond, mis ei pea kaalu toetama. See vähendab kaalu 35% võrra, hoides jäikust. Vedeliku dünaamika modelleerimine aitab parandada ka soojuse hajumise kanali struktuuri, mis alandab seadme töötemperatuuri 8 kraadi võrra ja tõstab energiatõhusust 5%.
4. Kiire iteratsioon ja asjade tellimine
Vormi valmistamiseks kulub tavaliselt 3–6 kuud, kuid metallist 3D -printimine saab seda teha vaid 48–72 tunniga, alates kujundusest kuni proovini. Teatud ettevõte, mis valmistab pumbasid ja ventiile, on vähendanud aja, mis kulub uue merevee magestamispumba koore valmistamiseks 90 päevast 21 päevani, kasutades 3D -printimistehnoloogiat. Samuti on nad suutnud erinevaid pumba keha spetsifikatsioone kiiresti kohandada vastavalt avamereplatvormide ja muude olukordade vajadustele.
2, Tüüpilise juhtumi analüüs: praktiline tee laborist industrialiseerimiseni
1. juhtum: suur samm edasi tuumaenergia peamise pumba korpuste valmistamisel ilma hallituseta
Lõuna -lisanditehnoloogia kasutab rasket - Duty Metal 3D -printimist, et muuta tuumaelektrijaama peamine pumba korpus, mis toodab miljon kilovatti elektrit. Asjade vana viis võtab 180 tonni terasest valuvajutusi ja viib need läbi mitme sepistamise ja kuumtöötluse etapi, mis võib võtta kuni kuus kuud . 3 D printimine seevastu teeb 50-tonnise osa otse ühe masinaga otse, vähendades tsükli aega 50 päevani ja suurendades materjalide kasutamist 15% -lt 95% -ni. Trükitud osad läbivad tõmbetugevuse, mõju tugevuse ja muude meetmete testid. Need olid paremad kui võltsinud ja vastasid tuumaohutuse taseme esimese seadme spetsifikatsioonidele.
Laeva tõukejõupumpade "intelligentne tootmise" revolutsioon on 2. juhtum: Huazhongi teaduse ja meetodiülikooli meeskond lõi 3D -printimismeetodi "mikro valamise sepistamise", mis teeb tõhusalt suure laevapumba reaktiivlennuki korpuse, ühendades metalli valamise ja sepistamise protsessid. See tehnoloogia ületab probleemid, mis standardmeetoditel on seadme suurusega. See muudab komponendid 30% tugevamaks, suurendab tootmise täpsust 0,5 mm -lt 0,1 mm ja vabaneb kõigist defektidest, näiteks poorid ja praod. Praegu on kodumaiseid lennukikandjaid, veeldatud maagaasi kandjaid ja muid suuremaid riiklikke seadmeid kasutatud asjakohaseid tehnoloogiaid.
3. juhtum: õli puurimise pumpade "kiire kohandamine"
Kaevandusseadmeid valmistav Lõuna -Aafrika ettevõte Master Drills peab puurimisplatvormil asuva päikesekarustuse kiireks parandama. Tavalise valamise tehnika tarnimiseks kulub kolm kuud. Lauaarvuti metalli stuudio 3D -printimissüsteemi abil saab käikude printimist, rasvamist, paagutamist ja kuumtöötlemist teha vaid kolme nädala jooksul, kasutades liimi pritsimist metallipulbri tehnoloogia abil. Käigupinna karedus tõuseb pärast plasma nitriidimist 64 tundi, mis on palju raskem kui tavalisel viisil võltsitud osade 45 tundi. Maksumus langeb 60% ja tarneaeg langeb samal ajal 80%.
3, suundumused ja probleemid tööstuses: alates tehnoloogia valideerimisest kuni selle kasutamiseni suures mahus
1. materiaalse süsteemi kasv
Praegu hõlmavad metallist 3D -printimismaterjalid tavalisi tööstuslikke materjale, sealhulgas roostevabast terasest, alumiiniumsulamid, titaansulamid, nikkel - põhinevad sulamid ja palju muud. Nad lisavad aeglaselt uusi materjale nagu kõrge - entroopiasulamid ja amorfsed sulamid. Näiteks on ettevõte loonud 3D -printimise jaoks kõrge - entroopiasulami, mis on 200% vastupidavam oksüdatsioonile kõrgel temperatuuril 600 kraadi kui tavaline nikkel - põhinevad sulamid. Seda sulamit saab kasutada väga karmides tingimustes, näiteks lennundusmootorite turbiini kettad.
2.
Mitme metallmaterjali gradiendi ülemineku või komposiitprintimine on võimalik suunatud energia sadestamise (DED) tehnoloogia abil. Näiteks raketiotsikul on alumiiniumist pronksist jahutuskanal ja välimine Incollel 625 Heat - vastupidav kattekatted. Soojusjuhtivust suurendab 40% ja materiaalne tugevus ulatub 1200 MPa -ni, mis vastab kosmoselaeva termilistele kaitsevajadustele. Seda tehakse kihtide trükkimisega ja materjali soojendamisega.
3. muutes kvaliteedikontrollisüsteemi järjepidevamaks ja paremaks
Tänu metallist 3D -printimise hävitavad testimismeetodid on kvaliteetne jälgitavus, protsesside jälgimine ja mitte - hävitavad testimismeetodid selliste standardite nagu API 20T ja ISO/ASTM 52900 standardite tekkimisele. See süsteem võib parandada ka defekti äratundmise täpsust 99,5%-ni, mis tagab - skaala tootmise kvaliteedi.
4. Konkurentsivõimelisemad hinnad
Metalli 3D -printerite ostmise kulud on langenud enam kui 50%, kuna Boliidi ja Huashu kõrgtehnoloogia hakkasid neid USA -s tegema. Samal ajal võib pulbri ringlussevõtu protsessi optimeerimine (näiteks inertse gaasi ringlussüsteemi abil) vähendada materjali kulusid 30%. Kui partii suurus on rohkem kui 500 tükki, on 3D -printimise kogumaksumus väikeste, keerukate pumba korpuste korpuste kohta umbes sama kui traditsioonilistel meetoditel.