Jak lze aplikovat kovový 3D tisk na výrobu komponent hydraulického systému?

1. Technologický průlom: Od „nemožného“ k „vysoké přesnosti“
Pokud jde o výrobu hydraulických částí, nejtěžší je navrhování kanálů vnitřního toku. K připojení kanálů je třeba tradiční metody překročit - vrtání, ale kvůli lineárním limitům mechanického zpracování se akutní pravé úhly snadno generují tam, kde se kanály setkávají. To způsobuje turbulenci tekutin, ztrátu tlaku a úniky.Kovový 3D tiskTechnika zcela překonává tuto fyzickou bariéru tím, že stohováním materiálů na sobě navzájem:
Navrhování tokového kanálu pro optimalizaci
Airo Hydraulics, italská firma, zaměstnává technologii selektivní laserové tání (SLM), aby byl kanál vnitřního toku hydraulického ventilu do zaoblené rohy. To se zbaví slepých míst, která jsou způsobena staršími metodami. Tato změna snižuje odolnost proti tekutině o 40% a ztráta tlaku o 25% a také zabrání budování nečistot a způsobující selhání těsnění. Například jeho 3D - tištěné blokové ventil z nerezové oceli sníží objem o 60% ve srovnání se standardními návrhy při regulaci jediného akčního válce a hmotnosti z 30 kilogramů na 5 kilogramů, což výrazně zvyšuje provozní flexibilitu.
Velký krok vpřed v tom, jak fungují materiály
Kovový 3D tisk umožnil používat vysokoelitiny teploty založených na vysokých - výkonnostních materiálech, jako jsou titanové slitiny, nikl - - a martenzitické oceli v průmyslu. Německá skupina Liebherrr vytvořila 3D - tištěná hydraulická část spoileru titaniové slitiny pro Airbus A380, která je o 35% lehčí a má v tahové síle 980 MPA a únavovou životnost více než 12 milionů zkušebních cyklů. Rovněž zlepšením procesu tepelného zpracování může hustota 3D tištěných dílů dosáhnout 99,5%, což je téměř stejně vysoká jako u kovaných dílů a je dostatečně silná, aby mohla pracovat v hydraulických systémech, které pracují při vysokých tlacích (více než 250 barů).
Tisk s více než jedním typem materiálu
Nová technologie tisku Liquid Metal 3D umožňuje kombinovat hydraulické části způsobem, který funguje. Například můžete vyrobit tělesa hydraulických ventilů s postavenými - ve senzorů, které mohou monitorovat tlak a teplotu tekutin v reálném čase kompozitním tiskem nízkým - tání - point gallium - z nerezové oceli. To poskytuje podporu dat inteligentních hydraulických systémů.
2. Změna způsobu, jakým se věci dělají: Z „dlouhého cyklu“ na „rychlá iterace“
Návrh, obsazení, stroje, sestavení a testování typických hydraulických částí může trvat 6 až 12 měsíců. Kovový 3D tisk umožňuje „design jako výrobu“ kombinací digitálního designu a výroby aditiv způsobem, který zrychluje vývoj.
Optimalizace lehké a topologie
Prostřednictvím optimalizace topologie kombinuje University of Pennsylvania 17 částí do jedné struktury pomocí 3D tištěných hydraulických potrubí vyrobených z Inconel 718 slitiny. To snižuje hmotnost o 70%. Chyba přesnosti kanálu vnitřního toku je však udržována v rámci ± 0,05 mm pomocí CT skenování ověření a prochází tlakovým testem 250bar.
Malá dávková ekonomika
3D tisk je o 60% levnější než tradiční metody pro výrobu vlastních hydraulických částí. AIDRO použil 3D tisk k vytvoření integrovaného potrubí slitiny hliníku pro zemědělské stroje, které je o 50% menší a o 75% lehčí. Náklady na každou položku vzrostly pouze o 15%a nedošlo k poplatkům za otevírání plísní. Tato technika {- Vyžaduje výrobu "čas potřebný k dodání hydraulických částí z měsíců do dnů.
Integrace funkcí
Dominová tekutinová síla v USA změnila 3D tištěný servo ventil, aby kombinoval 20 dílů na 3. To snížilo objem o 25% a hmotnost o 15%. Současně se hodnocený průtok zvýší o 25% a množství úniku klesne o 20% díky interní optimalizaci kanálů. Tělo ventilu má elektronický ovladač a hydraulický ovladač, který společně vytvářejí elektromechanickou hydraulickou integrovanou jednotku. To usnadňuje sestavení a péči o systém.
3. Použití v oboru: Od „laboratoře“ po „škálování“
Proces výroby kovového 3D tisku komerčního v hydraulické oblasti se zrychluje. Například v Airbusu a Liebherru v oblasti Aerospace pracují společně na používání 3D tištěných titanových slitinových hydraulických dílů v systému A380 Landing Gear, díky čemuž je o 3% efektivnější palivo. COMAC C919 má Platinum Lite 3D tištěné titanové slitiny hydraulické potrubí, které projdou testování letové způsobilosti a mají únavu 92% padělaných částí díky technologii zdokonalování obilí.
automobilový průmysl
3D - tištěné titanové slitinové písty Porsche 911 GT2 RS Racing vozidlo byly optimalizovány pomocí vnitřních chladicích kanálů, aby se zvýšila napájení motoru o 30 koňských sil. Také 3D tištěné díly pro systém hydraulického odpružení způsobují, že automobilový podvozek reaguje o 40% rychleji, což je nezbytné pro to, aby autonomní jízda dobře fungovala.
Těžký a energetický průmysl
Zoomlion použil 3D - tištěné bloky hydraulického ventilu na jeřáby, které mohou zvedat 3000 tun. Díky tomu byla optimalizací kanálů o 15% efektivnější a snížit spotřebu energie o 15%. V jaderném energetickém průmyslu prošly hydraulické armatury 3D tištěné kovové kovové kovovy 100 000 testů při vysokém tlaku, což je to, co musí jaderné reaktory s generací provádět v drsných podmínkách.
4. Výzva a budoucnost: Od „technologického průlomu“ po „ekologickou rekonstrukci“
Kovový 3D tisk má v hydraulickém průmyslu velký potenciál, ale stále má určité problémy, pokud jde o jeho používání v širokém měřítku:
Vytváření materiálů a procesů stejných
V současné době jsou údaje o výkonu pro 3D tištěné hydraulické díly všude a neexistuje jediný standardní systém. Například odolnost proti korozi 316L z nerezové oceli vyrobená pomocí metody SLM se může změnit až o 20% kvůli odchylkám ve velikosti práškových částic a skenovací technice. Abychom pomohli s designem, je třeba nastavit průmyslovou databázi.
Technologie pro post - Zpracování a detekce
3D tištěné části obvykle mají drsnost povrchu (hodnota RA) 6 toen μm, která je třeba snížit na méně než 0,8 μm pomocí elektrolytického leštění nebo mikro broušení, aby se splňovaly standardy hydraulického těsnění. Také vysoké náklady na průmyslové skenování CT (více než 5 000 juanů pro jednu inspekci) ztěžují udržení kvality vysoké ve velké výrobě.
Spolupráce na přijetí nových nápadů v průmyslovém řetězci
Hydraulický sektor musí vytvořit síť prodejců 3D tiskových zařízení, dodavatelů materiálů a vývojářů softwaru. Například AIDRO spolupracoval s německým podnikem EOS na vytvoření specializovaného softwaru pro návrh hydraulických komponent, který přidává algoritmy optimalizace kanálů do systémů CAD. To zkrátí dobu návrhu o 70%.