Jak aplikovat technologii řízené energetické depozice (DED) na opravu forem?

一, Principem technologie DED je přesná technika ovládání tavné lázně.
Technologie DED využívá vysokoenergetické paprsky (laser, elektronový paprsek nebo oblouk) k současnému tavení kovového prášku nebo drátu a jejich vrstvení vrstvu po vrstvě do trojrozměrného{1}} tvaru. Jeho hlavní výhody jsou:
Přesná regulace teploty: Výkon laseru, rychlost skenování a objem podávání prášku lze dynamicky měnit, aby se získala přesná velikost lázně taveniny. Například multilaserový koaxiální kompozitní systém CMT Advanced společnosti Nanjing Enigma má šest laserových modulů, které lze ovládat samostatně. Využívá červenomodrou laserovou kompozitní technologii k výrobě vysoce-reaktivních materiálů, jako je měď a hliník, třikrát rychleji než tradiční metody, a přitom udržuje tepelně ovlivněnou oblast do 0,5 mm.
Přizpůsobivost několika materiálům: Podporuje nanášení více než 300 různých typů kovů, jako jsou slitiny titanu, niklové -vysokoteplotní- slitiny a formovací oceli. Pomocí technologie DED dokázala společnost Relativity Space,-se sídlem v USA, opravit lopatky raketových motorů z nerezové oceli 316L. Problém praskání během tepelného zpracování byl vyřešen jejich pokrytím slitinovým práškem na bázi kobaltu-. Opravná vrstva byla tvrdá HRC48 a při vysokých teplotách byla o 15 % lepší než substrát.
Výroba gradientního materiálu: Změnou poměru složení prášku v reálném čase je možné plynule nanášet funkčně tříděné materiály (FGM). Hyde Laser Services vyrobila měděnou kompozitní formu z nástrojové oceli pro jadernou energetiku. Má sendvičovou strukturu se substrátem Amcolo 940, přechodovou vrstvou Monel 400 a formovací vrstvou P21. Díky tomu je chlazení o 40 % účinnější a doba cyklu se zkracuje o 30 %.
2, Hlavní problémy s opravou forem a řešením DED
1. Fixace trhliny z tepelné únavy
Formy pro tlakové lití pravděpodobně vytvoří mikrotrhliny, když procházejí opakovanými cykly ohřevu a chlazení. Vysoký přívod tepla při tradičních opravách svařování argonovým obloukem obvykle způsobuje šíření trhlin. Technologie DED dosahuje přesné opravy pomocí následujících nových nápadů:
Proces Cold Metal Transition (CMT) je následující: Systém CMT Advanced společnosti Nanjing Enigma využívá technologii řízení přechodu obloukového zkratu-pro snížení množství tepla, které jde do svařování MIG, o dvě-třetiny. Při upevňování formy skříně pro převodovku automobilu byla nanesena 0,3 mm tenkostěnná- konstrukce bez jakýchkoliv trhlin a opravná vrstva a substrát byly spojeny s metalurgickou pevností 420 MPa.
Electron Beam Free Forming (EB-DED): Elektronové paprsky mohou fixovat aktivní kovy, jako jsou slitiny titanu, bez oxidace ve vakuu. Při upevňování listu leteckého motoru technologie EB-DED zjemnila zrnitost vrstvy nanášení vysokoteplotní slitiny na bázi niklu-vysoce-na úroveň ASTM 8. Díky tomu byla pevnost při vysokých{6}}teplotách o 25 % silnější.
2. Fixace komplikované dutiny
Pro upevnění formy konformního kanálu chladicí vody musí být zachována původní struktura průtokového kanálu. Schopnost technologie DED propojit mnoho os dohromady ukazuje některé jedinečné výhody:
Pět{0}}osé spojení: Systém Optomec LENS 750 má naklápěcí otočný pracovní stůl, který dokáže opravit slepá místa v dutině formy o 360 stupňů. V projektu upevnění skořepinové formy domácího spotřebiče byl spirálový chladicí kanál o průměru 2 mm efektivně upevněn pomocí plánování trasy optimalizace topologie. Životnost formy se po opravě prodloužila o 40 % a kvalifikace výrobku vzrostla na 98,5 %.
Technologie pro opravy na místě: Hybridní obráběcí stroj LASERTEC 65 3D od společnosti DMG Mori kombinuje aditivní a frézovací funkce DED. To znamená, že může provádět opravy bez rozebrání formy. Při upevňování forem na kliky automobilových dveří je oprava povrchu přesná o tloušťce 0,1 mm šestkrát rychlejší než použití typických metod řezání drátem.
3. Obnovení velikosti a zlepšení výkonu
Chcete-li opravit opotřebení velkých forem, musíte najít rovnováhu mezi rozměrovou přesností a mechanickými vlastnostmi. Vrstvená sedimentace technologie DED nabízí špičková-řešení:
Použitím 0,25-0,5 mm tloušťky vrstvy vrstvení na sebe a-řízením v reálném čase v uzavřené smyčce může výroba téměř čistého tváření zachovat rozměrovou přesnost v rozmezí ± 0,05 mm. Při upevnění sloupu hydraulického lisu o hmotnosti 10 000 tun byla použita technologie DED pro obnovu válcové plochy o průměru 1,2 m. Kolísání stejnoměrnosti tvrdosti (HV) opravné vrstvy bylo menší než 5 %, což bylo třikrát větší než u typického postupu svařování.
Přidání 0,5 % částic nano TiC do prášku z formovací oceli H13 a využití vlastností rychlého tuhnutí DED k vytvoření jemného a rozptýleného -rozložení karbidů se nazývá „vyztužení nanočásticemi“. Obnovená forma je nyní dvakrát odolnější vůči tepelnému opotřebení a zvládne více než 100 000 vstřikovacích cyklů.
3, Příklady toho, jak průmysl funguje a jak může pomoci ekonomice
1. Oblast letectví
Společnost, která vyrábí letecké motory, používá technologii DED k upevnění čepové části lopatek turbíny. Náklady na výměnu nových dílů klesly z 800 000 juanů na 120 000 juanů a čas potřebný k provedení opravy se zkrátil ze 45 dnů na 7 dnů. Obnovená čepel prošla 5000 testy při vysoké teplotě 1000 stupňů, aniž by se rozšířily jakékoli praskliny.
2. Závod společnosti Tesla v Šanghaji využívá technologii DED k opravě obrovských-licích forem v automobilovém průmyslu. To obnovuje rozměrovou přesnost nanášením slitiny hliníku a křemíku. Jedna oprava ušetří 2 miliony juanů na nákladech na výměnu formy a zkrátí prostoje výroby o 90 %. Pevná forma vyrobila 100 000 zadních krytů modelu Y bez zastavení a rozměrová stabilita produktu (hodnota CPK) zůstala nad 1,67.
3. Oblast energetických zařízení
China National Nuclear Corporation využívá technologii DED k upevnění teplosměnných trubek v parních turbínách jaderných elektráren. Přidání nerezové oceli 316L zpět na stěnu trubky obnoví její tloušťku. Opravná vrstva je o 20 % odolnější vůči korozi než substrát (test ASTM G28) při údržbě jedné jednotky se ročně ušetří . 15 milionů juanů.