Може ли метален 3D печат да се използва за възстановяване на части за индустриално оборудване?

1. Технологичен пробив: скок от "ремонт" към "прераждане"
Основното предимство на металния 3D печат е, че той може да фиксира сложни геометрични дизайни с голяма точност. Например, стандартното възстановяване на турбинните лопатки на двигателя на въздухоплавателни средства се нуждае от ръчно заваряване, за да се повреди повреда на термичния бариерен слой. Тази процедура може лесно да причини концентрация на термично напрежение и ремонтираното острие може да продължи само 60% толкова дълго, колкото оригиналният дизайн. Platinum Technology Co., Ltd. използва технологията селективна лазерна топене (SLM) за успешно отпечатване и фиксиране на отвора за охлаждане на водещия ръб на турбинните лопатки, като променя интензивността на лазера и сканирането. Ремонтираните остриета преминаха през 2000 топлинни цикъла при висока температура 1150 градуса без пукнатини или пилинг на покритието. В сравнение с предишните процедури, експлоатационният живот е бил с 40% по -дълъг, а цикълът на ремонт е намален от 30 дни на 72 часа.
За да отстрани проблема с пукнатините на умората в основните части на високите - скоростни железопътни железопътни лъчи, CRRC излезе с технология за реконструкция, базирана на топене на електронни лъчи (EBM). Структурата на градиентната якост се отпечатва на мястото на пукнатината, като се получи точен цифров модел на зоната на пукнатини чрез 3D сканиране и комбиниране с дизайна на оптимизация на топологията. Това дава на зоната за ремонт на якост на умора от 92% от основния материал, докато традиционният ремонт на заваряване може да се възстанови само 75%. Този метод е използван за фиксиране на CR400AF високо - Скоростните влакове на влакове в партиди, намаляване на разходите за фиксиране на една на 65% и спестяване на повече от 200 милиона юана годишно при поддръжка.
2. Нови материали: Преминаване от "единично" до "множество"
Капацитетът на металния 3D печат за работа с различни материали е голяма причина, поради която той може да се използва при реконструкция. За различни оперативни контексти на индустриалните машини екипите за изследвания и разработки създадоха редица специализирани лети прахове:
АЛЕЙНА СИСТЕМА ЗА ВЪЗДУШНИ ТЕМПЕРАТУРИ: GE Aviation направи никел за 718 никел - на основата на прах за горивните камери на LEAP двигатели. Силата на издръжливостта на отпечатаните части на 650 градуса е по -голяма или равна на 900 MPa, която отговаря на изискванията за високо работно условия на двигателите на самолета. Това е възможно, тъй като разпределението на размера на частиците на прах (D 50=45 μm) и концентрация на кислород (<50ppm) are controlled.
Система от материали, които не се носят: WC Co Hard Alloy Composite Powder е направена от университета Xi'an Jiaotong за използване в части за износване на минни машини. Режещите зъби на машината за тунели, направени с помощта на лазерно селективно синтероване (SLS), са три пъти повече износване - устойчиви от обикновените ковачни части и имат твърдост на HRC68. Служителният живот вече е 12 месеца.
СИСТЕМА НА МАТЕРИАЛНА СИСТЕМА: BMW Group използва прах TI-6AL-4V титаниев сплав, за да направи моторния корпус за електрическото превозно средство IX3. Чрез оптимизиране на топологията на дизайна, теглото на корпуса се намалява с 35%, а ефективността на разсейване на топлината се подобрява с 22%. Това води до плътност на мощността на двигателя от 6,8kW/kg, което е най -високото в индустрията.
3. Интеграция на процеса: Преминаване от "единична точка" към "пълна верига"
Съвременният метален 3D печат и реконструкция създаде пълна техническа верига, която включва „обработка на печат на моделиране на моделиране -“.
Интелигентна система за откриване: NX AM модулът на Siemens Industrial Software може да комбинира данни от лазерни скенери и ултразвуково откриване на недостатъци, автоматично да създава 3D модели на зони за разломи и да постигне точност на откриване от 0,02 мм, което е 10 пъти по -точна, отколкото измерване на ръка.
Адаптивен процес на печат: Platinum blt - S800 има много - система за лазерно сътрудничество, която може да промени мощността и скоростта на лазерите, в зависимост от формата на елементите. При отпечатване на определен вид кавта на газовата турбина, системата автоматично намира тънката - стенирана зона (дебелина<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.
Digital Post - Обработка: Горещият изостатично натискане на Airbus (HIP) Post - Методът за обработка може да направи SLM печатни компоненти по -плътни, преминавайки от 99,2% до 99,95%, което се отърва от разломи във вътрешните пори. В сравнение с нелекуваните части, животът на умората на A350XWB Landing Gists, които са били лекувани с тазобедрената става, е пет пъти по -дълъг и е 98%, докато кованите части.
4. Икономически анализ: промяната от „висока цена“ към „скала“
Тъй като скоростта на локализацията на оборудването нараства и цената на материалите намалява, металното преработка на печат стана по -икономически жизнеспособно и придоби предимство пред своите конкуренти.
Оптимизиране на структурата на разходите: Проект за реконструкция за определен блок на цилиндъра на двигателя на автомобила показва, че цената на едно парче, направено с традиционния процес на коване и обработка, е 1200 юана, докато цената на едно парче, направено с процеса на печат на SLM, е 850 юана. Цената на праховите материали е спаднала от 60% до 45%, докато цената на амортизацията на оборудването и използването на енергия е спаднала от 25% до 18%.
Намаляване на разходите за инвентаризация: Rolls Royce изгражда 3D - отпечатан цифров склад за резервни части за авиация, като намалява стойността на глобалния инвентар от 4,2 милиарда до 1,8 милиарда долара и намалява времето, в което самолетите на клиентите са извън обслужване (AOG) от 72 часа до 8 часа. Това спестява на авиокомпаниите повече от 500 милиона долара годишно оперативни разходи.
Ефект на мащаба върху производството: Platinum BLT - W Серия ARC ADC ADDITIVE MANUFTIONCE (WAAM) може да направи авиационни структурни части с диаметър 2,5 метра, които са формовани заедно. Времето, необходимо за отпечатване на едно парче, е 80% по -малко, отколкото при типичното производство на процеси на мулти -, а степента на използване на материалите преминава от 35% на 92%. Това дава възможност за масово произвеждане на огромни структурни компоненти, които са реконструирани.