Koja poboljšanja može proizvodnja aditiva donijeti proizvodnju kompresora?

1. Proboj u dizajnu Sloboda: Izgradnja kompliciranih građevina s inženjeringom
Glavni problem s kojim se suočavaju tradicionalni proizvođači kompresora je sukob između potrebe za poboljšanjem aerodinamičkih performansi i poteškoća u obradi kompliciranih struktura. Kao primjer, podesivi difuzor centrifugalnog kompresora mora se moći savijati pod više kutova u razmaku od nekoliko milimetara. Tradicionalno pet - Osovina za obradu treba nekoliko puta stezati radni komad, što uzrokuje nakupljanje površinskih oštećenja i onemogućava stvaranje najboljeg kanala protoka jer se alati na putu.
Institut za inženjersku termofiziku Kineske akademije znanosti napravio je veliki korak naprijed koristeći tehnologiju selektivne laserske taljene (SLM) i 1,2709 čelika za ispis podesivog difuzora s 12 odvojenih kanala tlaka odjednom. Komponenta otkriva površinske pogreške da je odstupanje svih ulaznih rupa regulirano unutar 0,3 mm, što je 40% veće od uobičajene točnosti procesa. Aditivni ispis također omogućuje dizajnerskom timu da u aerodinamičku simulaciju pretvori najbolju krivulju puta protoka u čvrstu strukturu. To čini difuzor 8% učinkovitijim i povećava raspon operativnog protoka za 15%.
U području kompresora rotacijskih vijaka, ta sloboda dizajna je također jasna. Meltio je robot - integrirana tehnologija obloge riješi se dosadnog procesa tradicionalne obrade kovanja izravno ispisujući vijke od nehrđajućeg čelika od 316L na vrhovima šipki koje su precizno kalibrirane. Dio vijaka koji je ispisao je 75 × 75 × 230 mm i ima hrapavost površine od RA0,8 µm. Zazor vijaka čuva se do 0,05 mm, što je tri puta preciznije od tradicionalnih metoda, zahvaljujući pet - preciznu obradu osi.
2. Veliki skok u učinkovitosti proizvodnje: od mjesečnih ciklusa do tjednih isporuka
Tradicionalni način izrade kompresora ima puno "vremenskih prepreka". Na primjer, izrada podesivog difuzora za jezgrani kompresor sustava za skladištenje energije komprimiranog zraka od 100MW traje 12 koraka, uključujući nabavu kovanja (2 tjedna), grubu obradu (3 dana), toplinsku obradu (5 dana), precizno obradu (1 tjedan), montažu i puštanje u pogon (3 dana) i ukupni ciklus od 6–8 tjedana. Metoda "ispis post - obrada" metoda aditivne proizvodne tehnologije skraćuje vrijeme ciklusa na manje od 10 dana.
Institut za inženjersku termofiziku ima stvarne - svjetske podatke koji označavaju SLM ispis difuzorskih supstrata traje samo 36 sati. Uz automatizaciju koja pomaže kod vrućeg izostatskog prešanja (kuka) i površinskog čišćenja nakon ispisa, cijeli ciklus isporuke je smanjen za 75%. Ovo povećanje učinkovitosti korisnije je u situacijama održavanja u hitnim slučajevima. Na primjer, kemijska tvrtka jednom je morala ugasiti proizvodnju jer se naglo probio rotor kompresora. Koristeći tehnologiju proizvodnje aditiva, trebalo je samo 72 sata od CAD dizajna do zamjene rezervnih komponenti, štedeći ekonomiju desetine milijuna dolara.
Ekonomija aditivne proizvodnje još je jača jer koristi puno više materijala. U prošlosti, izrada vijčanih kompresora značila je da je težina kozičkih praznina često bila 3 do 5 puta veća od gotovih proizvoda. Međutim, Meltio -ova metoda obloga zadržava materijalni gubitak na manje od 5%. Ako kompresorska tvrtka zarađuje 5000 jedinica godišnje, može uštedjeti oko 200 tona materijala od nehrđajućeg čelika godišnje, što smanjuje troškove sirovina za 4 milijuna juana.
3. Proširenje granice performansi: Rad zajedno na stvaranju novih materijala i struktura
Aditivna proizvodnja ne samo da utječe na to kako se stvari izrađuju, već potiče i razvoj novih sustava materijala kompresora. Kada su omjer tlaka i temperaturna razlika prilično visoki, tipični nikl - legure se približavaju njihovim ograničenjima performansi. Tehnologija proizvodne tehnologije s dodatkom elektronske grede koju je stvorio Nacionalni laboratorij Oak Ridge u SAD -u uspješno je ispisao dijelove volfram koji nemaju nedostatke i imaju visoku temperaturnu čvrstoću od 420MPA (1000 stupnjeva). Ovo je 60% jače od tradicionalnih nikla - legure i ključno je materijalno rješenje za nadkritične kompresore ugljičnog dioksida.
Kombinacija topološke optimizacije i aditivne proizvodnje dovela je do inovativnih dizajna u području strukturnih inovacija. Posebna tvrtka proizvela je zrakoplovni kompresor turbinski disk s biomimetičkom strukturom rešetke. To ga čini 45% lakšim, zadržavajući svoju snagu, što povećava potisak motora - na - omjer težine za 12%. Još je važnije da je aditivna proizvodnja omogućila funkcionalnu integraciju dizajna: određena vrsta kućišta kompresora kombinira rashladni kanal, sjedalo za ugradnju senzora i strukturno tijelo za ispis. To smanjuje broj komada za 37% i vrijeme koje je potrebno da se sastavljaju za 65%.
4. Upravljanje životnim ciklusom: Promjena razmišljanja s stvaranja stvari do pružanja usluga
Model usluge za kompresore mijenja se zbog proizvodnje aditiva. Program "Manufacturing" General Electric poslao je 200 strojeva za proizvodnju mobilnih dodataka širom svijeta. Ovi uređaji pružaju stvarne usluge proizvodnje vremena - za rezervne dijelove kompresora na mjestima poput naftnih i plinskih platformi i rudnika koje je teško doći. Ova raspršena metodologija proizvodnje smanjuje vrijeme koje je potrebno za dobivanje rezervnih dijelova od tjedana na manje od 48 sati i smanjuje troškove zaliha za 80%.
Kada je u pitanju održavanje, kombiniranje aditiva za proizvodnju i digitalne Twin tehnologije omogućava se prediktivnom održavanju. Siemensov sustav za upravljanje zdravljem kompresora može precizno predvidjeti koliko će dulje trajati. To se čini stavljanjem senzora u važne dijelove za snimanje stvarnih - Vremenskih podataka o stresu, temperaturi i drugim čimbenicima, a zatim kombinirajući te podatke s bazom podataka o proizvodnim procesima aditiva. Kad se trošenje na određenom rotoru kompresora vijaka približi granici, sustav automatski izrađuje plan popravka aditiva. Ovaj plan samo mora pokriti istrošenu površinu, što smanjuje ukupni trošak zamjene za 90%.