Može li se metalni 3D ispis koristiti za obnavljanje dijelova industrijske opreme?

1. Tehnološki proboj: skok s "popravka" do "ponovnog rođenja"
Glavna prednost metalnog 3D ispisa je ta što može s velikom točnošću popraviti složene geometrijske dizajne. Na primjer, standardno obnavljanje turbinskih noževa motora zrakoplova potrebno je ručno zavarivanje za uklanjanje oštećenja na sloju toplinske barijere. Ovaj postupak može lako uzrokovati koncentraciju toplinskog naprezanja, a popravljena oštrica može trajati samo 60% kao i originalni dizajn. Platinum Technology Co., Ltd., koristi tehnologiju selektivne laserske taljene (SLM) za uspješno ispis i popravljanje vodećih rupa za hlađenje turbinskih noža na vodećem rubu mijenjanjem intenziteta lasera i skeniranja staze. Popravljeni lopatici prolazili su kroz 2000 toplinskih ciklusa na visokoj temperaturi od 1150 stupnjeva bez pukotina ili ljuštenja premaza. U usporedbi s prethodnim postupcima, životni vijek je bio 40% duži, a ciklus popravka je smanjen sa 30 dana na 72 sata.
Da bi riješio problem pukotina umora u bitnim dijelovima visokih - brzine brzine, CRRC je smislio tehnologiju obnavljanja utemeljene na taljenju elektronskih snopa (EBM). Struktura snage gradijenta ispisana je na mjestu pukotina tako što ste dobili točan digitalni model područja pukotina kroz 3D skeniranje i kombinirajući ga s dizajnom optimizacije topologije. To daje površini popravka čvrstoću umor od 92% osnovnog materijala, dok tradicionalno popravak zavarivanja može se oporaviti samo 75%. Ova se metoda koristi za popravljanje CR400AF High - brzine brzine u serijama, smanjenje troškova popravljanja za 65% i uštedu više od 200 milijuna juana godišnje na održavanju.
2. Novi materijali: Prelazeći od "jednostrukih" do "višestrukih"
Kapacitet metalnog 3D ispisa za rad s različitim materijalima veliki je razlog zašto se može koristiti u obnavljanju. U različitim operativnim kontekstima industrijskih strojeva, timovi za istraživanje i razvoj stvorili su niz specijaliziranih legura:
Sustav legura za visoke temperature: GE Aviation je napravio nikl - u prahu za izgaranje komora LEAP motora. Čvrstoća izdržljivosti tiskanih dijelova na 650 stupnjeva veća je ili jednaka 900 MPa, što zadovoljava zahtjeve visokih radnih uvjeta motora zrakoplova. To je moguće jer je raspodjela veličine čestica praška (d 50=45 µm) i koncentracija kisika (<50ppm) are controlled.
Sustav materijala koji se ne troše: WC Co tvrda legura kompozitni prah napravila je Sveučilište Xi'an Jiaotong za upotrebu u dijelovima nošenja za rudarske strojeve. Zube rezanja stroja za tuneliranje izrađene pomoću tehnologije laserskog selektivnog sinteriranja (SLS) tri su puta više trošenja - otporni na uobičajene kovane dijelove i imaju tvrdoću HRC68. Život za vrijeme je sada 12 mjeseci.
Lagani materijalni sustav: BMW Group koristi TI-6AL-4V legura u prahu za titaniju kako bi ponovno napravio kućište motora za IX3 električno vozilo. Optimiziranjem topologije dizajna, težina kućišta je smanjena za 35%, a učinkovitost rasipanja topline poboljšana je za 22%. To rezultira gustoćom motoričke snage od 6,8kW/kg, što je najviša u industriji.
3. Integracija procesa: prelazak s "jednostruke točke" u "puni lanac"
Moderni metalni 3D ispis i obnavljanje stvorili su cijeli tehnički lanac koji uključuje "obradu modeliranja modela detekcije -."
Inteligentni sustav otkrivanja: NX AM modul Siemens Industrial Software može kombinirati podatke iz laserskih skenera i ultrazvučna detekcija nedostatka, automatski stvoriti 3D modele područja grešaka i postići točnost otkrivanja od 0,02 mm, što je 10 puta preciznije od mjerenja.
Adaptivni postupak ispisa: Platinum BLT - S800 ima multi - laserski sustav suradnje koji može promijeniti snagu i brzinu lasera koji ovise o obliku predmeta. Pri ispisu određene vrste plinske turbine vodič, sustav automatski pronalazi tanko - zidno područje (debljina<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.
Digitalni post - Obrada: Airbusovo vruće izostatsko pritisak (HIP) Post - Metoda obrade može učiniti SLM tiskane komponente gušćim, od 99,2% na 99,95%, što se riješi grešaka u unutarnjim pore. U usporedbi s neobrađenim dijelovima, život umor a350xWB nosača za slijetanje, tretiranih kukom je pet puta duži i 98% je dugačak kao kovani dijelovi.
4. Ekonomska analiza: Promjena od "visokih troškova" do "skale"
Kako se brzina lokalizacije opreme povećava i troškovi materijala smanjuju, obnavljanje metalnih 3D ispisa postalo je ekonomski održiviji i stekao je prednost nad svojim konkurentima.
Optimiziranje strukture troškova: Projekt obnavljanja za određeni blok cilindra automobila pokazuje da je trošak jednog komada napravljen od tradicionalnog postupka kovanja i obrade je 1200 yuan, dok je trošak jednog komada napravljen s postupkom ispisa SLM -a 850 yuan. Trošak materijala u prahu smanjio se s 60% na 45%, dok su troškovi amortizacije opreme i potrošnja energije smanjili sa 25% na 18%.
Smanjivanje troškova zaliha: Rolls Royce gradi 3D - tiskano digitalno skladište za zrakoplovne rezervne dijelove, smanjujući vrijednost globalnog zaliha s 4,2 milijarde na 1,8 milijardi dolara i smanjuje vrijeme koje su avione kupaca izvan 72 sata na 8 sati. To štedi zrakoplovnim kompanijama više od 500 milijuna dolara godišnje u operativnim troškovima.
Učinak razmjera na proizvodnju: Platinum blt - w serije ARC Aditivna proizvodnja (WAAM) može napraviti zrakoplovne strukturne dijelove promjera od 2,5 metara koji su svi oblikovani zajedno. Vrijeme koje je potrebno za ispis jednog komada je 80% manje nego kod tipične multi - procesa, a stopa korištenja materijala kreće se od 35% na 92%. To omogućava masovnu proizvodnju ogromnih strukturnih komponenti koje su obnovljene.