Как може да се приложи метален 3D печат при производството на компоненти на хидравличната система?

1. Технологичен пробив: от „невъзможно“ до „висока точност“
Що се отнася до създаването на хидравлични части, най -трудната част е проектирането на вътрешните канали на потока. За да се присъедините към каналите, традиционните методи трябва да се пресекат - тренировка, но поради линейните граници на механичната обработка, острите десни ъгли лесно се генерират там, където се срещат канали. Това причинява турбулентност на течността, загуба на налягане и течове.Метален 3D печатТехниката изцяло преодолява тази физическа бариера, като подрежда материали един върху друг:
Проектиране на канала на потока за оптимизация
Aidro Hydraulics, италиански бизнес, използва селективна технология за лазерно топене (SLM), за да направи вътрешния канал на потока на блока на хидравличния клапан в извита форма със заоблени ъгли. Това се отърва от слепите петна, причинени от по -стари методи. Тази промяна намалява устойчивостта на течности с 40% и загуба на налягане с 25%, а също така спира мръсотията да не се натрупва и да причини повреда на уплътнението. Например, неговият 3D - отпечатан блок от неръждаема стомана отрязва обема с 60% в сравнение със стандартните дизайни при регулиране на един цилиндър за действие и теглото от 30 килограма до 5 килограма, което значително увеличава функциониращата гъвкавост.
Голяма стъпка напред в това как работят материалите
Металният 3D печат направи възможно използването на високо - материали за производителност като титанови сплави, никел -, базирани на високи - температурни сплави и мартензитни стомани в индустрията. Германската група Liebherr създаде 3D - отпечатан титанов сплав хидравлична част за Airbus A380, който е с 35% по -лек и има якост на опън от 980MPA и живот на умора от повече от 12 милиона тестови цикъла. Освен това, чрез подобряване на процеса на обработка на топлината, плътността на 3D отпечатаните части може да достигне 99,5%, което е почти толкова висока, колкото тази на кованите части и е достатъчно силна, за да работи в хидравлични системи, които работят при високо налягане (над 250 бара).
Печат с повече от един вид материал
Новата технология за 3D печат на течен метал дава възможност за комбиниране на хидравлични части по начин, който работи. Например, можете да направите тела на хидравлични клапани с вградени - в сензори, които могат да наблюдават налягането и температурата на течността в реално време чрез композитен печат с нисък - топене - точка галий - базирани алошини и алошети от нестандартна стомана. Това дава поддръжка на данни за интелигентни хидравлични системи.
2. Промяна на начина, по който се правят нещата: от "дълъг цикъл" до "бърза итерация"
Може да отнеме 6 до 12 месеца за проектиране, отливки, машини, сглобяване и тестване на типични хидравлични части. Metal 3D печат прави възможен „дизайн като производство“ чрез комбиниране на цифровия дизайн и производството на добавки по начин, който прави развитието по -бързо.
Лека оптимизация на топологията и топологията
Чрез оптимизация на топологията Университетът в Пенсилвания комбинира 17 части в една структура, използвайки 3D отпечатани хидравлични колектори, изработени от сплав Inconel 718. Това намалява теглото със 70%. Грешката на точността на канала за вътрешен поток обаче се съхранява в рамките на ± 0,05 мм, като се използва проверка на сканиране на CT и той преминава теста за налягане 250bar.
Малка партидна икономика
3D печат е 60% по -евтин от традиционните методи за изработка на хидравлични части по поръчка. Aidro използва 3D печат, за да направи алуминиева сплав интегриран колектор за селскостопански машини, който е с 50% по -малък и 75% по -лек. Цената на всеки артикул се повиши само с 15%и нямаше такси за отваряне на плесен. Тази техника "на - търсене" намалява времето, необходимо за доставяне на хидравлични части от месеци на дни.
Интеграция на функциите
Домната мощност на течността в САЩ промени 3D отпечатания серво клапан, за да комбинира 20 части на 3. Това намали обема с 25% и теглото с 15%. В същото време номиналният дебит нараства с 25% и количеството на изтичане намалява с 20% благодарение на вътрешната оптимизация на каналите. Корпусът на клапата има електронен контролер и хидравличен задвижващ механизъм, който заедно правят електромеханична хидравлична интегрирана единица. Това улеснява събирането и се грижите за системата.
3. Използвайте в индустрията: от "лаборатория" до "мащаб"
Процесът на правене на метален 3D печат по -търговски в хидравличната зона се ускорява. Например, в аерокосмическото поле Airbus и Liebherr работят заедно, за да използват хидравлични части от титан сплав от титаниеви сплав в системата за кацане A380, което го прави с 3% по -ефективен с гориво. COMAC C919 има Platinum Lite 3D отпечатана титанова сплав хидравлична тръбопровод, които преминават тестване на въздушна годност и имат сила на умора от 92% от кованите части благодарение на технологията за усъвършенстване на зърното.
автомобилната индустрия
3D - отпечатаните бутала от титаниев сплав на състезанието Porsche 911 GT2 RS са оптимизирани с вътрешни канали за охлаждане, за да се увеличи мощността на двигателя с 30 конски сили. Също така, 3D отпечатаните части за хидравличното окачване на системата за окачване карат автомобилното шаси да реагира с 40% по -бързо, което е необходимо за автономно шофиране, за да работи добре.
Тежка и енергийна индустрия
Zoomlion е използвал 3D - отпечатани блокове за хидравлични клапани на кранове, които могат да повдигнат 3000 тона. Това направи помпените станции с 18% по -ефективно и намали използването на енергия с 15% чрез оптимизиране на каналите. В индустрията за ядрена енергия 3D отпечатаните метални хидравлични фитинги Tantalum са преминали 100 000 теста при високо налягане, което е, което е необходимо четвърто - поколение ядрени реактори в тежки условия.
4. Предизвикателство и бъдеще: От „технологичен пробив“ до „екологична реконструкция“
Metal 3D печат има голям потенциал в хидравличната индустрия, но все пак има определени проблеми, когато става въпрос за използването му в широк мащаб:
Изготвяне на материали и обработва същото
В момента данните за производителността за 3D отпечатани хидравлични части са навсякъде и няма нито една стандартна система за него. Например, устойчивостта на корозия на 316L неръждаема стомана, направена по метода на SLM, може да се промени с цели 20% поради отклоненията в размера на праховите частици и техниката на сканиране. За да се помогне при дизайна, трябва да се създаде индустриална база данни.
Технология за публикация - обработка и откриване
3D отпечатаните части обикновено имат повърхностна грапавост (стойност на RA) от 6 тона μm, което трябва да бъде понижена до по -малко от 0,8 μm, използвайки електролитно полиране или микро смилане, за да се постигнат стандарти за хидравлично уплътнение. Също така, високата цена на промишленото КТ сканиране (повече от 5000 юана за една проверка) затруднява поддържането на качеството високо в голямото производство.
Работим заедно, за да измислим нови идеи в индустриалната верига
Хидравличният сектор трябва да създаде мрежа от доставчици на 3D печатница, доставчици на материали и разработчици на софтуер. Например, Aidro работи с немския бизнес EOS за създаване на специализиран софтуер за дизайн на хидравлични компоненти, който добавя алгоритми за оптимизация на канали на потока към CAD системите. Това намалява времето за проектиране със 70%.