Kas metalli 3D -printimist saab kasutada tööstusseadmete osade ümbertöötlemiseks?

1. Tehnoloogiline läbimurre: hüpe "remondist" "taassünnile"
Metalli 3D -printimise peamine eelis on see, et see suudab keeruka geomeetrilise kujunduse suure täpsusega kinnitada. Näiteks vajab õhusõidukite mootori turbiini labade standardne ümberehitamine manuaalset keevitamist, et kinnitada soojuse tõkkekihi kahjustusi. See protseduur võib hõlpsalt põhjustada soojuspinge kontsentratsiooni ja parandatud tera kesta ainult 60%, kui algne kujundus. Platinum Technology Co., Ltd. kasutab selektiivset lasersulamise (SLM) tehnoloogiat, et edukalt printida ja kinnitada turbiini labade esiserva kile jahutusiaugud, muutes laseri intensiivsust ja skaneeriva tee. Remonditud terad läbisid 2000 termilist tsüklit kõrgel temperatuuril 1150 kraadi ilma pragudeta ega katte koorimiseta. Võrreldes varasemate protseduuridega oli kasutusaja 40% pikem ja remonditsükkel vähendati 30 päeva jooksul 72 tunnile.
Väsimuspragude probleemi lahendamiseks kõrge - kiirraudtee bogies olulistes osades on CRRC välja töötanud ümberehitustehnoloogia, mis põhineb elektronkiire sulamisel (EBM). Cracki saidile trükitakse gradiendi tugevuse struktuur, saades 3D -skaneerimise kaudu pragude piirkonna täpse digitaalse mudeli ja ühendades selle topoloogia optimeerimise disainiga. See annab remondialale väsimustugevuse 92% baasmaterjalist, samas kui traditsiooniline keevituste remont võib taastuda ainult 75%. Seda meetodit on kasutatud CR400AF kõrge - kiirrongide bogies partiidena, vähendades ühe kinnitamise kulusid 65% ja säästes hooldusel rohkem kui 200 miljonit jüaani.
2. Uued materjalid: "Single "lt" mitme "
Metalli 3D -printimise maht erinevate materjalidega töötamiseks on suur põhjus, miks seda saab kasutada ümbertöötlemisel. Tööstusmasinate mitmesuguste operatiivsete kontekstide jaoks on teadus- ja arendusmeeskonnad loonud mitmesugused spetsialiseeritud sulamipulbrid:
Kõrgete temperatuuride sulamisüsteem: GE Aviation on teinud sisse 718 nikli - LEAP -mootorite põlemiskambrite jaoks. Trükitud osade vastupidavuse tugevus 650 kraadi juures on suurem või võrdne 900 MPa -ga, mis vastab lennukimootorite kõrgetele töötingimuste nõuetele. See on võimalik, kuna pulbri osakeste suuruse jaotus (d 50=45 μm) ja hapniku kontsentratsioon (<50ppm) are controlled.
Materjalide süsteem, mis ei kuluta: WC CO kõva sulamist komposiitpulbrit valmistas Xi'an Jiaotong University kasutamiseks kaevandusmasinate kulumisosades. Tunnelmasina lõikehambad, mis on valmistatud laseriga selektiivse paagutamise (SLS) tehnoloogia abil, on kolm korda rohkem kulunud - vastupidavad kui tavalised sepistatud osad ja millel on karedus HRC68. Tööelu on nüüd 12 kuud.
Kerge materjalisüsteem: BMW Group kasutab Ti-6Al-4V titaanisulamipulbrit, et teha uuesti IX3 elektrisõiduki mootori korpust. Kujunduse topoloogia optimeerimisega vähendatakse korpuse kaal 35%ja soojuse hajumise efektiivsus paraneb 22%. Selle tulemuseks on motoorse võimsuse tihedus 6,8 kW/kg, mis on tööstuses kõrgeim.
3. Protsessi integreerimine: liikumine "ühest punktist" "täis ahelani"
Kaasaegne metalli 3D -printimine ja ümbertöötlemine on loonud täieliku tehnilise ahela, mis sisaldab "tuvastamise modelleerimise trükkimise postitust - töötlemine".
Arukas tuvastamissüsteem: Siemensi tööstustarkvara NX AM -moodul suudab ühendada laserskannerite andmed ja ultraheli vigade tuvastamine, luua automaatselt rikkepiirkondade 3D -mudeleid ja saavutada tuvastamise täpsus 0,02 mm, mis on 10 korda täpsem kui käsitsi mõõtmine.
Adaptiivne printimisprotsess: Platinum BLT - S800 -l on multi - laserkoolisüsteem, mis võib muuta laserite võimsust ja kiirust, mis sõltub üksuste kujust. Teatavat tüüpi gaasiturbiinijuhi lava printimisel leiab süsteem automaatselt õhukese - seinaga ala (paksus<1mm) and lowers the laser power from 300W to 200W. It also speeds up the scanning from 1000mm/s to 1500mm/s to keep the thin-walled area from changing shape by more than 0.05mm.
Digitaalne postitus - Töötlemine: Airbusi kuum isostaatiline vajutamine (HIP) Post - töötlemismeetod võib muuta SLM -i trükitud komponendid tihedamaks, minnes 99,2% -lt 99,95% -ni, mis vabaneb sisemistes poorides vigadest. Võrreldes töötlemata osadega, on A350XWB maandumisharude väsimus, mida on töödeldud puusaga, viis korda pikem ja on 98% sepistatud osadest.
4. majandusanalüüs: muutus "kõrgelt kuludest" "skaalaks"
Kui seadmete lokaliseerimise määr tõuseb ja materjalide maksumus langeb, on metalli 3D -printimise ümbertöötlemine muutunud majanduslikult elujõulisemaks ja saavutanud konkurentide ees eelise.
Kulustruktuuri optimeerimine: teatava automootori silindriploki ümbertöötlemisprojekt näitab, et traditsioonilise sepistamise ja töötlemise protsessiga tehtud ühe tüki maksumus on 1200 jüaani, samas kui SLM -i printimisprotsessiga tehtud ühe tüki maksumus on 850 jüaani. Pulbermaterjalide maksumus on langenud 60% -lt 45% -ni, samas kui seadmete amortisatsiooni ja energiatarbimise kulud on langenud 25% -lt 18% -ni.
Varude vähendamine: Rolls Royce ehitab 3D {- trükitud digitaallao lennunduse varuosade jaoks, vähendades globaalse varude väärtuse 4,2 miljardilt dollarilt 1,8 miljardi dollarini ja vähendades aega, mis klientide lennukid on teenusest väljas (AOG) 72 tunnini 8 tunnini. See säästab lennuettevõtteid tegevuskuludena rohkem kui 500 miljonit dollarit aastas.
Skaala mõju tootmisele: Platinum BLT - W -seeria kaare lisaainete tootmise (WAAM) seadmed võivad muuta lennundusstruktuuriosad läbimõõduga 2,5 meetrit, mis on kõik vormitud. Üksiku tüki printimiseks kuluv aeg on 80% väiksem kui tüüpilise multi - protsesside tootmise korral ja materjali kasutamise määr ulatub 35% -lt 92% -ni. See võimaldab massistada tohutuid konstruktsioonikomponente, mis on ümber valmistatud.