Jaká je role kovového 3D tisku v opravě průmyslové pece a kotlů?

1. Oprava komplexních struktur: Překračování fyzických omezení tradičního řemeslného zpracování
HIGH - Koroze teploty, cyklování tepelného napětí nebo mechanické opotřebení může způsobit místní selhání v hlavních částech průmyslových pecí a kotlů, jako jsou spalovací komory, zkumavky na výměnu tepla a rošty. Svařování a postřik jsou tradiční metody opravy, které jsou omezeny způsobem, jakým fungují a jsou obtížné je používat na složitých geometriích, jako jsou tenké - zděné struktury, vnitřní tokové kanály nebo nerovnoměrné povrchy. Například záhlaví superheater kotle potřebuje pro práci 56 přesných parních otvorů. Při tradičním odlévání písku musí být jádro umístěno, ale roztavené železo při vysokých teplotách může pohybovat jádrem, což způsobuje, že se poloha otvoru příliš pohybuje. Poté je zapotřebí korekce vrtání rukou, což stojí spoustu peněz a vyžaduje hodně času.
Digitální modelování a vrstva - od - Vrstva stohování výroby tuto výzvu zcela vyřešily technologií 3D tisku. Společnost Boro Casting Company použila technologii 3D písku k zkrácení doby potřebné k sestavení formy pro záhlaví superheater ze 14 hodin na 3,5 hodiny na projektu opravy lokomotivy Tyseley Steam ve Velké Británii. To ušetřilo 67% výdajů. Rovněž bylo možné vyrobit 56 parních otvorů najednou bez jakékoli další práce. Tento případ ukazuje, že 3D tisk může přesně umístit komplikovaná jádra, zbavit se problémů s kvalitou, které pocházejí z jádrového pohybu ve starších postupech, a snížit spotřebu energie o 30% v místech, která nese váhu pomocí návrhu optimalizace topologie, přičemž se stále zajišťují síla.

2. Přizpůsobení výkonu materiálů: Splnění opravných potřeb velmi tvrdých pracovních okolností
Industrial furnaces and boilers work in very difficult conditions, and their parts have to be able to handle a lot of stress, like high temperatures (>1000 °C), high pressures (>10MPA), oxidace a koroze. Nickel - založené a kobalt - jsou slitiny založené na příkladech tradičních opravných materiálů, které jsou stabilní při vysokých teplotách. Je však těžké najít rovnováhu mezi jejich mnoha vlastnostmi, jako je odpor opotřebení a odolnost proti tepelnému šoku. Kovový 3D tisk může přesně přizpůsobit vlastnosti materiálů změnou způsobu, jakým je prášek vyroben, a ovládáním parametrů procesu.
Například při upevňování lopatek turbíny letadlového motoru, nikl - letinový prášek vyrobený společností Platinum Technology Company, ovládáním distribuce velikosti částic (d50=45 μm) a obsahem kyslíku (<50ppm), along with selective laser melting (SLM) technology, achieves a persistent strength of ≥ 900MPa at a high temperature of 650 ℃, meeting the extreme working conditions requirements of aircraft engines. Xi'an Jiaotong University developed the WC Co hard alloy composite powder for use in boilers. It is printed on the cutting teeth of a tunnelling machine using laser selective sintering (SLS) technology. It has a hardness of HRC68, is three times more resistant to wear than traditional forged parts, and can last up to 12 months. This kind of material innovation shows that 3D printing may improve the composition and microstructure of materials in a specific way dependent on the specific working conditions of the area being repaired, like temperature gradient and stress distribution. This is called "on-demand repair."
3. Digitalizace celého procesu: Přestavba a opravu modelu efektivity odvětví
Starý způsob, jak opravit věci, trvá více než 10 kroků, jako je nalezení problému, získávání náhradních dílů, obrábění a tepelného zpracování. Trvá to několik měsíců a je založeno na lidské zkušenosti, což vede k velkým změnám v kvalitě. Technologie „Digital Twin+Intelligent Manufacturing“ Technologie kovového 3D tisku urychluje postup opravy na méně než 72 hodin a umožňuje sledovat celý proces.
Proces opravy lze rozdělit na čtyři kroky:
Inteligentní detekce: nemocný Ranger3 vysoký - rychlost 3D kamery skenuje komponenty při snímkové frekvenci 46 kHz s přesností 0,02 mm. Automaticky najde velikost a umístění vad, jako jsou praskliny a opotřebení.
Reverzní modelování: Použití softwaru Geomagic Design X k přeměně cloudových dat bodů na modely CAD, které lze změnit, spolu s technikou optimalizace topologie, k použití méně materiálu při současném stále silném;
Výroba aditiv: Pomocí technologie tání SLM nebo elektronového paprsku (EBM) jsou opravné vrstvy vytištěny na základě údajů o krájení modelu. Tloušťka každé vrstvy může být regulována mezi 20 a 50 μm, což umožňuje ovládání velikosti úrovně mikrometru -.
Post - Zpracování: Hot Isostatic Pressing (HIP) se zbaví vnitřních pórů a zvyšuje hustotu na 99,95%. Poté se provádí leštění povrchu pro splnění standardů přesnosti sestavení.
Když Rolls Royce použil tuto techniku ​​k opravě náhradních dílů pro letadlové motory, snížil hodnotu globální zásoby z 4,2 miliardy USD na 1,8 miliardy USD a zkrátil čas, který trvalo, než se letadla zákazníků vrátí do vzduchu ze 72 hodin na 8 hodin. To ušetřilo leteckou společnost více než 500 milionů dolarů ročně v provozních nákladech.