Je li metalni 3D ispis prikladan za visoku - opterećenje čvrstoće - komponente ležaja?

1, veliki korak naprijed u načinu rada materijala: prelazak iz laboratorija u tvornicu
Metalni 3D ispis omogućio je korištenje 12 vrsta visokih - materijala za performanse u industriji. Mehaničke kvalitete esencijalnih materijala poput legura od titana, nikla - na temelju visokih - temperaturnih legura, metala tantaluma i drugih dostigli su ili čak nadmašili zahtjeve kovanja. Tim Sveučilišta Oxford u Velikoj Britaniji koristio je tehnologiju otapanja laserskog praha za ispis metalnih dijelova tantala. Ti su dijelovi reagirali na utjecaje na isti način kao i kovani tantalum kada su podvrgnuti teškim pritiscima od 125–437 GPA. Zbog ovog postignuća, 3D tiskani tantalum sada je najbolji materijal za stvari poput nuklearnih fuzijskih reaktorskih peleta i zaštite svemirskog zračenja. Platinum Technology ultra - Fine zrna od legure od titana nudi čvrstoću umora od 92% kovanih dijelova za tiskane dijelove. Kada se zatezanje od 12 tona nanese na rubnu traku središnjeg krila zrakoplova C919 koju je napravila platinasta tehnologija, deformira 37% manje od tipičnih odbora.
U svijetu aluminijskih legura, 3D ispis prešao je preko ograničenja snage tradicionalnog lijevanja. SLM tehnologija je bila zaposlena u određenoj tvrtki za ispisu aluminijske legure 7075. Promjenom načina na koji su zrna orijentirana i postupak toplinske obrade, vlačna čvrstoća je porasla do 580MPa, što je 15% više od onoga što se obično nalazi u kovanju T6. Dobro je funkcionirao na glavnom opterećenju - Okvir određene vrste bespilotnih zrakoplova. Multi - Materijal Kompozitni tisak je revolucionarniji razvoj. Medicinska tvrtka stvorila je acetabularna čaša od gradijenta titanij/hidroksiapatita koji ima bioaktivni sloj na površini koji pomaže da kosti rastu zajedno i unutarnja visoka matrica titana snage koja može podnijeti težinu ljudskog pokreta. Zbog toga proteza traje do 25 godina.
2, Strukturna inovacija: prelazak iz "subtraktivne proizvodnje" na "topološku optimizaciju"
Glavna prednostMetalni 3D ispisje da može napraviti komplicirane oblike koje druge metode ne mogu. Koristeći topološku optimizaciju, Boeingov 787 Dreamliner nosač motora kombinira 20 elemenata u jedan komad pomoću 3D ispisa. Biomimetička struktura rešetke čini 40% boljim u širenju stresa, a istovremeno ih čini i 30% lakšim. Ova ideja dizajna mnogo se koristila u automobilskoj industriji. Na primjer, BMW Group napravila je 3D tiskanu aluminijsku leguru za upravljanje košnicama za i8 Roadster koji je lagan zbog svog unutarnjeg dizajna šuplje rešetke. 22% je čvršći od tradicionalnih odbora i prošao je 2 milijuna testova umora.
Konformatična tehnologija vodenog kruga za hlađenje postala je "ubojica" 3D ispisa u poslu. Tvrtka je osmislila spiralni vodeni krug za hlađenje za kalupe za automobilski odbojnik koji su smanjili vrijeme koje je potrebno da bi se kalup napravio sa 90 sekundi na 55 sekundi i smanjio stopu prekrivanja i deformacije za 82%. Sustav vrućeg trkača ima revolucionarniji slučaj: standardna vruća mlaznica sastoji se od 12 dijelova, dok 3D ispisana integrirana vruća mlaznica treba samo 3. Optimiziranjem unutarnjih kanala, koeficijent toplinske ekspanzije smanjuje se za 35%, što uvelike povećava preciznost kalupa za ubrizgavanje.
3, Validacija procesa: od izrade jedne komponente do izrade puno njih
Mnoge su industrije pokazale da se metalni 3D ispis može koristiti za izradu stvari u velikim količinama. Shenyang Aircraft Industry Corporation (Shenyang Aircraft Corporation) ima masu - proizvedeno 3D ispisano opterećenje legure od titana - za svoje nove zrakoplovne modele. Svaka ravnina koristi preko 300 tih okvira, što ih čini 272 kilograma lakšim od tradicionalnih metoda i štedi 640.000 litara goriva svake godine. Porsche koristi 3D ispis kako bi napravio klip 911 GT2 RS, koji povećava izlaz motora za 30 konjskih snaga poboljšavajući arhitekturu rashladnih kanala. Ova se tehnologija koristila na proizvodnoj liniji koja godišnje čini 100 000 setova.
3D ispis jakih dijelova najvjerojatnije je koristan u medicinskoj struci. 3D - tiskana porozna acetabularna čaša od legure od titana od strane Johnson & Johnson povećala je brzinu stvaranja kostiju zahvaljujući svom biomimetičkom dizajnu trabekularne strukture kostiju. Korištena je u više od 500 000 slučajeva širom svijeta. Tvrtka je izradila prilagođenu 3D tiskanu koštanu ploču od legure od titana za ortopedsku kirurgiju koja može promijeniti položaje i oblike rupa na temelju pacijentovih podataka CT. To vrijeme smanjuje operaciju za 40% u usporedbi s normalnim pločama i ubrzava zacjeljivanje za 6 tjedana nakon operacije.
4, restrukturiranje ekonomije: prelazeći iz "visokih - eksperimentiranja troškova" do "mainstream proizvodnje"
Ključ korištenja metalnog 3D ispisa u velikoj mjeri je smanjenje troškova. Prema Wohlers Associates, prosječna cijena proizvodnih sustava industrijskih dodataka širom svijeta pala je sa 98.105 USD u 2019. na 93.404 dolara u 2021. godine. U isto vrijeme, učinkovitost tiska porasla je za 300%. Cijena Platinumovog vlastitog praha za 3D ispis pala je s 1,4448 milijuna juana/tona u 2020. na 781900 Yuan/tona 2022. godine. U isto vrijeme, bruto profitna marža porasla je na 38,98%, pokazujući da je tvrtka mogla iskoristiti ekonomije razmjera.
Novi način prskanja ljepila otvorio je novi način da se stvari naprave u širokom rasponu. Dijelovi od metala i Tritech Titanium -a zajedno su radili na stvaranju postupka raspršivanja agensa od legure od titana. Ovaj postupak omogućava masu - proizvoditi dijelove legura titana ispisom zelenih tijela, usisavanjem ih do gustoće od 98%, a zatim obradom ili dovršavanjem površine. U usporedbi sa SLM tehnologijom, ovaj pristup smanjuje cijene materijala, opreme, upotrebe energije i drugih stvari za 40% do 60%. Ovu tehnologiju koristi određena električna 3C tvrtka za testiranje i izradu kućišta od nehrđajućeg čelika od 316L. Trošak svakog komada je 35% niži nego kod standardnih injekcijskih oblikovanja.