Как да постигнем интегрирано формоване на части от тръбопровода чрез метален 3D печат?

一, техническият принцип е да се изграждат нещата цифрово от прах до тръбопровода.
За да се направи плътна обект в три измерения, метал 3D печат използва високи - енергийни лъчи (лазерен или електронна греда), за да разтопи метален прах и да го подрежда един върху друг. Например, основните стъпки в процеса на селективно лазерно топене (SLM) са
3D моделиране и рязане: Импортирайте CAD модела на тръбопровода в софтуера за нарязване. След това създайте данни за дебелината на слоя, които варират от 0,02 до 0,1 mm и планирайте пътя за лазерното сканиране.
Прахово покритие и лазерно топене: Машината за прахово покритие равномерно разпространява метален прах върху работната маса, докато е защитена от инертен газ. След това високият - енергиен лазерен лъч селективно разтопява праха по пътя, за да създаде единичен - слой кръст - секция.
Слой по слой подреждане и дизайн за поддръжка: Работната маса се спуска на слоеве, повтаряйки процеса на полагане на прах и разтопяване. Добавянето на разтворими поддържащи структури създава окачените парчета, което в крайна сметка води до създаването на цели компоненти на тръбопровода.
Тази техника може да обработва материали като неръждаема стомана, титанови сплави, никел - сплави и други и може да задоволи нуждите на различни работни обстоятелства за устойчивост на корозия, висока температурна устойчивост и здравина. Например, Cangzhou Longtaidi Pipeline Technology Co., Ltd. използва технология за заваряване на 3D печат, за да стопи 3 -милиметрова никел с дебелина - сплав от вътрешната страна на въглеродните стоманени тръби. Това прави биметални композитни тръби, които могат да се справят с високо налягане и корозия, които се използват при извличане на нефт и газ.
2, Основна полза: Преодоляване на четирите основни проблема с конвенционалните занаяти
1. Геометрични степени на свобода: точно изграждане на сложни форми
Наличието на инструменти и дизайнът на формата ограничават традиционните методи, което затруднява правенето на сложни тръбопроводи с остри криви под различни ъгли, пространствени спирали и кръстосани - секции, които не са прави. Също така, метален 3D печат може да направи:
Проектиране на конформални канали за поток: Например, компания в отпечатани части на Nanjing за химически реактори, които имат вградени спираловидни канали за охлаждане. Тези канали подобриха предаването на топлината с 40% и предпазват температурата от промяна с повече от ± 2 градуса.
Съставете заедно: В миналото трябваше да споявате заедно различни парчета от тръбопроводна система. Сега можете да отпечатате цялата работа. Производител на медицинско оборудване комбинира 12 отделни части в една, използвайки 3D печат на микрофлуидни чипове. Това намали течовете с 90% и намали времето, необходимо за сглобяване на нещата от 8 часа до 1 час.
Лека структура: решетъчна структура, направена с оптимизация на топологията, което я прави по -лек, без да губи здравина. Аерокосмическият титанов сплав тръбопровод има кух междинно слой, който е направен с 3D печат. Това го прави 35% по -лек от стандартните изковки.
2. Ефективност на производството: Времето, необходимо за бързо преминаване от седмици на дни
Традиционният начин за изработка на тръбопроводи включва пет стъпки: "Дизайн на разработване на плесени/коване на моделиране на плесени." Тази процедура може да отнеме до четири до шест седмици. И Metal 3D печат ускорява много процеса на доставка, като се използва три - стъпка затворен цикъл на "печат на цифров модел - обработка":
Бърза итерация: Определен производител на автомобилни части използва 3D печат, за да направи изпускателните колектори и завърши пет кръга за оптимизация на дизайна за три дни. Това намали налягането на задния отгоре от 18% и увеличи мощността с 8%.
Малка партидна икономика: Ако се нуждаете от по -малко от 500 персонализирани тръбопроводи годишно, 3D печат струва 40% по -малко на брой от традиционните методи и не е нужно да плащате за форми.
Производство при поискване: Чрез 3D печат, атомна електроцентрала прави аварийни тръби за охлаждане на - сайт. Този процес отнема само 72 часа от дизайна до инсталацията, което е 90% по -бързо от обичайния период на възлагане на поръчки.
3. Скорост на използване на материала: от „намаляване на материалите“ до „близо до нет формиране“
Степента на използване на типичните материали за обработка обикновено е по -малка от 45%, докато „добавката“ на производството е как се прави 3D печат:
Правилен контрол на прах: Неточността в дебелината на праховия слой може да бъде по -малка от 0,05 mm с SLM технология, а скоростта на използване на материала може да бъде над 85%. В сравнение с типичните методи за коване, тръбите от неръждаема стомана, направени от определена компания, използват 62% по -малко суровини.
Използвайки градиентен материал: Използвайки множество дюзи за отпечатване заедно, можете да промените качествата на материала в същата част. Изгаряне на специфична авиационна камера на двигателя е направена от никел - сплав и керамична композитна конструкция. Това прави 200 градуса по -устойчив на високи температури.
Създаване на Barekamp: Unmelt - Обвързаният прах може да бъде градски дарения и да се използват отново. Затворена - система за управление на прах с цикъл помогна на една компания да намали скоростта на материалните си отпадъци до по -малко от 5%.
4. Надеждност на качеството: от контролиране на нещата въз основа на експертиза до използване на данни
Процесът на 3D печат може да следи важни фактори в реално време, за да се увери, че качеството остава същото:
Гледане на разтопения басейн: високи - камери за скорост и инфрачервени сензори улавят данни за температурата и размера на разтопения пул в реално време. Лазерната мощност и скоростта на сканиране се регулират автоматично. Компанията, която отпечатва парчетата на тръбопровода, поддържа порьозността на 0,1%, което е норма за части от авиационния клас.
Откриване онлайн: Интегриран ултразвуков модул за откриване на недостатъци, който може да намери недостатъци вътре в обекта, докато се отпечатва. Този метод е помогнал на определен химичен тръбопровод да повиши своя не -- разрушителна степен на квалификация за тестване от 92% до 99,5%.
Следващи данни: Всеки продукт получава собствена цифрова карта за идентификация, която следи всички данни за процеса, включително праховата партида, параметрите за печат и публикуване - технологии за обработка. Това отговаря на високите стандарти за сертифициране като ISO 13485.
3, Използвайте случай: разрушителни практики в много области
1. Енергийният сектор: Леката революция на високите тръбопроводи за налягане
Биметалните композитни тръби, направени с 3D печат, могат да се справят с много налягане - до 140MPa-30% повече от обикновените тръби за безшевна стомана. Дизайнът на кухата структура също намалява теглото с 40% и натоварването на сондажните платформи. След като се използва в определено офшорно нефтено находище, дневната продукция на единичен кладенец се повиши с 15%, а разходите за бягане и поддържане на него спаднаха с 22%.
2. Химическата промишленост прави тръбопроводи, които са устойчиви на корозия по поръчка.
3D печат може да направи Hastelloy C-276 тръби, които могат да се справят със силни киселини и основи. Тези тръби са 100 пъти по -устойчиви на корозия на хлоридния йон от 316L неръждаема стомана. Този метод е помогнал на определена химическа компания да удължи живота на реактора, поддържащ тръбопровода от 3 години до 15 години, намалявайки броя на пъти, в които трябва да бъде изключен и поддържан с 80%.
3. В медицинската област изготвянето на персонализирани тръбопроводи с точни измервания
3D - отпечатан съдов стент от титаниев сплав може да бъде направен така, че да се поберат на CT данните на пациента, с грешка в вътрешния диаметър не повече от 0,05 mm. Това решава проблема с несъответствието на размера, който се предлага с редовни стентове. Клиничен екземпляр демонстрира, че персонализираните стентове имат 67% по -нисък процент на рестеноза от обикновените стентове. Процентът на преживяемост от 1-годишна преживяемост също е достигнал 98%.