Kako se metalni 3D ispis može primijeniti na proizvodnju komponenti hidrauličkog sustava?

1. Tehnološki proboj: od "nemogućeg" do "visoke preciznosti"
Kada je u pitanju izrada hidrauličkih dijelova, najteži dio je dizajniranje unutarnjih kanala protoka. Da bi se pridružili kanalima, tradicionalne metode moraju prelaziti - bušenje, ali zbog linearnih granica mehaničke obrade lako se generiraju akutni desni kutovi tamo gdje se ispunjavaju kanali. To uzrokuje turbulenciju tekućine, gubitak tlaka i curenja.Metalni 3D ispisTehnika u potpunosti prevladava ovu fizičku barijeru slaganjem materijala jedni na drugi:
Dizajniranje kanala protoka za optimizaciju
Aidro Hydraulics, talijanska tvrtka, koristi tehnologiju selektivne laserske taljene (SLM) kako bi unutarnji protočni kanal bloka hidrauličkog ventila pretvorio u zakrivljeni oblik sa zaobljenim uglovima. To se riješi slijepih mrlja uzrokovanih starijim metodama. Ova promjena smanjuje otpornost na tekućinu za 40% i gubitak tlaka za 25%, a također sprečava da se prljavština nakuplja i uzrokuje kvar brtve. Na primjer, njegov 3D - tiskani blok ventila od nehrđajućeg čelika smanjuje volumen za 60% u usporedbi sa standardnim dizajnom prilikom reguliranja jednog akcijskog cilindra i težine od 30 kilograma na 5 kilograma, što uvelike povećava radnu fleksibilnost.
Veliki korak naprijed u načinu rada materijala
Metalni 3D ispis omogućio je korištenje visokih - materijala za performanse poput legura od titana, nikla - visokih - legura temperature i martenzitskih čelika u industriji. Njemačka Liebherr grupa stvorila je 3D - tiskani hidraulički dio spoilera od legure titana za Airbus A380 koji je 35% lakši i ima zateznu čvrstoću od 980MPa i život umor više od 12 milijuna testnih ciklusa. Također, poboljšanjem postupka toplinske obrade, gustoća 3D ispisanih dijelova može doseći 99,5%, što je gotovo jednako visoka kao i kovanih dijelova i dovoljno je jaka da radi u hidrauličkim sustavima koji rade pri visokim pritiscima (preko 250 bara).
Ispis s više vrsta materijala
Nova tehnologija 3D tiska tekućeg metala omogućava kombiniranje hidrauličkih dijelova na način koji djeluje. Na primjer, možete napraviti tijela hidrauličkih ventila s ugrađenim - u senzorima koji mogu pratiti tlak tekućine i temperaturu u stvarnom vremenu kompozitnim tiskanjem niskog - taljenja - točke galije - na bazi legura i nehrđajućeg čelika. To daje inteligentnu podršku podataka o hidrauličkim sustavima.
2. Promjena načina na koji su stvari napravljene: od "dugog ciklusa" do "brze iteracije"
Za dizajn, lijevanje, stroj, sastavljanje i ispitivanje tipičnih hidrauličkih dijelova može potrajati 6 do 12 mjeseci. Metalni 3D ispis omogućuje "dizajn kao proizvodnju" kombiniranjem digitalnog dizajna i aditivne proizvodnje na način koji razvoj čini bržim.
Optimizacija lagane i topologije
Kroz optimizaciju topologije, Sveučilište u Pennsylvaniji kombinira 17 dijelova u jednu strukturu koristeći 3D ispisane hidrauličke razvodnike izrađene od legure Inconel 718. To smanjuje težinu za 70%. Međutim, pogreška točnosti unutarnjeg kanala protoka održava se unutar ± 0,05 mm pomoću provjere CT skeniranja, a prolazi test tlaka od 250 bar.
Mala serija ekonomija
3D ispis je 60% jeftinije od tradicionalnih metoda izrade prilagođenih hidrauličkih dijelova. AIBRO je koristio 3D ispis za izradu aluminijske legure integriranog razdjelnika za poljoprivredne strojeve koji je 50% manji i 75% lakši. Trošak svakog predmeta porastao je za samo 15%, a nije bilo troškova otvaranja plijesni. Ova tehnika "na {- potražnja" smanjuje vrijeme koje je potrebno za isporuku hidrauličkih dijelova od mjeseci do dana.
Integracija funkcija
Dominska fluidna snaga u SAD -u izmijenila je 3D ispisani servo ventil kako bi kombinirao 20 dijelova u 3. To je smanjilo volumen za 25%, a težinu za 15%. Istodobno, nazivni protok raste za 25%, a količina curenja pada za 20% zahvaljujući unutarnjoj optimizaciji kanala. Tijelo ventila ima elektronički regulator i hidraulički aktuator, koji zajedno čine elektromehaničku hidrauličku integriranu jedinicu. To olakšava sastavljanje i brigu o sustavu.
3. Upotreba u industriji: od "laboratorija" do "skale"
Proces izrade metalnog 3D ispisa više komercijalnog u hidrauličkom području ubrzava se. Na primjer, na zrakoplovnom polju Airbus i Liebherr zajedno rade na korištenju hidrauličkih dijelova legure od 3D tiskanog titana u sustavu za slijetanje A380, što ga čini 3% uplašenijim gorivom. COMAC C919 ima Platinum Lite 3D tiskani hidraulički cjevovodni spojevi s legurom od titana koji prolaze ispitivanje zračne sposobnosti i imaju čvrstoću umor od 92% krivotvorenih dijelova zahvaljujući tehnologiji rafiniranja zrna.
automobilska industrija
3D - tiskani klipovi od legure titana Porsche 911 GT2 RS Racing vozilo optimizirani su s unutarnjim kanalima za hlađenje kako bi se povećala snaga motora s 30 konjskih snaga. Također, 3D ispisani dijelovi za hidraulički sustav ovjesa čine da automobilski šasija reagira 40% brže, što je potrebno da se autonomna vožnja dobro radi.
Teške i energetske industrije
Zoomlion je koristio 3D - tiskane blokove hidrauličkih ventila na dizalicama koje mogu podići 3000 tona. To je učinilo da stanice za crpke 18% učine učinkovitijim i smanjuju potrošnju energije za 15% optimiziranjem kanala. U industriji nuklearne energije 3D tiskani hidraulički fitingi Tantal Metal prošli su 100 000 testova pod visokim tlakom, a to je ono što četvrti - Nuklearni reaktori generiraju u teškim uvjetima.
4. Izazov i budućnost: od "tehnološkog proboja" do "ekološke obnove"
Metalni 3D ispis ima puno potencijala u hidrauličkoj industriji, ali još uvijek ima određene probleme kada je u pitanju upotreba u širokoj mjeri:
Izrada materijala i procese isto
Trenutno su podaci o performansama za 3D ispisane hidrauličke dijelove posvuda i ne postoji niti jedan standardni sustav za njega. Na primjer, otpornost na koroziju od nehrđajućeg čelika od 316L napravljena pomoću SLM metode može se promijeniti za čak 20% zbog varijacija u veličini čestica praha i tehnike skeniranja. Da bi se pomoglo u dizajnu, treba postaviti bazu podataka u industriji.
Tehnologija za post - obradu i otkrivanje
3D ispisani dijelovi obično imaju površinsku hrapavost (RA vrijednost) od 6 tona μm, koju je potrebno spustiti na manje od 0,8 µm pomoću elektrolitičkog poliranja ili mikro mljevenja kako bi se zadovoljile hidrauličke standarde brtvljenja. Također, visoki troškovi industrijskog CT skeniranja (više od 5000 juana za jedan pregled) otežava održavanje kvalitete u velikoj proizvodnji.
Radeći zajedno na tome da smisle nove ideje u industrijskom lancu
Hidraulički sektor mora stvoriti mrežu dobavljača opreme za 3D ispis, dobavljača materijala i programera softvera. Na primjer, AIBRO je surađivao s njemačkim poslovnim EOS -om kako bi stvorio specijalizirani softver za dizajn hidrauličkih komponenti koji dodaje algoritme za optimizaciju protoka CAD sustava. Time se vrijeme dizajna smanjuje za 70%.