آیا می توان از چاپ سه بعدی فلزی برای تولید مجدد قطعات تجهیزات صنعتی استفاده کرد؟

1. یک موفقیت فناوری: پرش از "تعمیر" به "تولد دوباره"
مزیت اصلی چاپ سه بعدی فلزی این است که می تواند طرح های هندسی پیچیده را با دقت بسیار خوبی برطرف کند. به عنوان مثال ، تولید مجدد استاندارد تیغه های توربین موتور هواپیما برای رفع آسیب به لایه سد حرارتی نیاز به جوشکاری دستی دارد. این روش به راحتی می تواند باعث غلظت تنش حرارتی شود و تیغه ترمیم شده فقط 60 ٪ طول می کشد تا طراحی اصلی. شرکت پلاتین فناوری ، آموزشی ویبولیتین از فناوری انتخابی لیزر ذوب (SLM) برای چاپ موفقیت آمیز و رفع سوراخ های خنک کننده فیلم لبه پیشرو تیغه های توربین با تغییر شدت لیزر و مسیر اسکن استفاده می کند. تیغه های ترمیم شده 2000 چرخه حرارتی را در دمای بالا 1150 درجه و بدون هیچ گونه ترک و لایه برداری از پوشش طی کردند. در مقایسه با روشهای قبلی ، عمر خدمات 40 ٪ بیشتر بود و چرخه ترمیم از 30 روز به 72 ساعت کاهش یافت.
برای رفع مشکل ترک های خستگی در قسمت های اساسی از باتلاق های ریلی سرعت بالا {0} ، CRRC با یک فناوری تولید مجدد بر اساس ذوب پرتو الکترونی (EBM) روبرو شده است. یک ساختار قدرت شیب با گرفتن یک مدل دیجیتالی دقیق از ناحیه ترک از طریق اسکن سه بعدی و ترکیب آن با طراحی بهینه سازی توپولوژی در سایت Crack چاپ می شود. این امر به منطقه تعمیر استحکام خستگی 92 ٪ از مواد پایه را می دهد ، در حالی که ترمیم جوش سنتی فقط می تواند 75 ٪ را بازیابی کند. از این روش برای رفع Bogies قطار سرعت 8 - در دسته ها استفاده شده است ، هزینه های رفع یک به 65 ٪ و صرفه جویی در بیش از 200 میلیون یوان در سال در نگهداری را کاهش می دهد.
2. مواد جدید: رفتن از "مجرد" به "چند"
ظرفیت چاپ سه بعدی فلزی برای کار با مواد مختلف دلیل بزرگی است که می توان از آن در تولید مجدد استفاده کرد. برای زمینه های مختلف عملیاتی ماشین آلات صنعتی ، تیم های تحقیق و توسعه طیف وسیعی از پودرهای تخصصی آلیاژ را ایجاد کرده اند:
سیستم آلیاژ برای درجه حرارت بالا: GE Aviation باعث شده است که پودر آلیاژ مبتنی بر نیکل- برای محفظه های احتراق موتورهای جهش یافته باشد. مقاومت دوام قطعات چاپ شده در 650 درجه بیشتر از یا مساوی 900 مگاپاسکال است ، که شرایط عملکرد بالای موتورهای هواپیما را برآورده می کند. این امکان پذیر است زیرا توزیع اندازه ذرات پودر (D50=45 μ mm) و غلظت اکسیژن (<50ppm) are controlled.
سیستم موادی که از بین نمی روند: پودر کامپوزیت آلیاژ WC CO سخت توسط دانشگاه Xi'an Jiaotong برای استفاده در قطعات سایش برای ماشین های معدن ساخته شده است. دندانهای برش دستگاه تونلینگ که با استفاده از فناوری لیزر انتخابی پینتر (SLS) ساخته شده است ، سه برابر بیشتر از قطعات جعلی معمولی مقاوم است {1} مقاوم است و سختی HRC68 را دارد. عمر خدمات اکنون 12 ماه است.
سیستم مواد سبک وزن: گروه BMW از پودر آلیاژ تیتانیوم TI-6AL-4V استفاده می کند تا مجدداً محفظه موتور برای وسیله نقلیه الکتریکی IX3 را بسازد. با بهینه سازی توپولوژی طراحی ، وزن مسکن 35 ٪ کاهش می یابد و راندمان اتلاف گرما 22 ٪ بهبود می یابد. این منجر به چگالی قدرت حرکتی 6.8 کیلو وات بر کیلوگرم می شود که بالاترین در صنعت است.
3. ادغام فرآیند: حرکت از "یک نقطه" به "زنجیره کامل"
چاپ و بازسازی سه بعدی فلزی مدرن یک زنجیره فنی کامل ایجاد کرده است که شامل "پردازش مدل سازی مدل سازی - پردازش" است.
یک سیستم تشخیص هوشمند: ماژول NX AM نرم افزار صنعتی زیمنس می تواند داده های مربوط به اسکنرهای لیزر و تشخیص نقص اولتراسونیک را ترکیب کند ، به طور خودکار مدلهای سه بعدی از مناطق گسل را ایجاد کند و به دقت تشخیص 0.02 میلی متر برسد ، که 10 برابر دقیق تر از اندازه گیری با دست است.
فرآیند چاپ تطبیقی: پلاتین blt - s800 دارای یک سیستم همکاری چند-} است که می تواند قدرت و سرعت لیزرها را وابسته به شکل موارد تغییر دهد. هنگام چاپ نوع خاصی از پره های راهنمای توربین گازی ، سیستم به طور خودکار منطقه دیواری نازک- را پیدا می کند (ضخامت<1mm) and lowers the laser power from 300W to 200W. It also speeds up the scanning from 1000mm/s to 1500mm/s to keep the thin-walled area from changing shape by more than 0.05mm.
DIGITAL POST-} پردازش: فشار ایزوستاتیک داغ ایرباس (HIP) پست-} روش پردازش می تواند اجزای چاپی SLM را متراکم تر کند ، از 99.2 ٪ به 99.95 ٪ می رود ، که در منافذ داخلی از گسلها خلاص می شود. در مقایسه با قطعات درمان نشده ، عمر خستگی از چرخ دنده های فرود A350XWB که با HIP تحت درمان قرار گرفته اند ، پنج برابر بیشتر است و 98 ٪ از قطعات جعلی است.
4. تجزیه و تحلیل اقتصادی: تغییر از "هزینه بالا" به "مقیاس"
با افزایش میزان محلی سازی تجهیزات و هزینه مواد پایین می آید ، تولید مجدد چاپ فلزی سه بعدی از نظر اقتصادی قابل استفاده تر شده و نسبت به رقبای خود حاشیه ای کسب کرده است.
بهینه سازی ساختار هزینه: یک پروژه بازسازی برای یک بلوک سیلندر موتور خاص نشان می دهد که هزینه یک قطعه واحد ساخته شده با فرآیند سنتی جعلی و ماشینکاری 1200 یوان است ، در حالی که هزینه یک قطعه واحد ساخته شده با فرآیند چاپ SLM 850 یوان است. هزینه مواد پودر از 60 ٪ به 45 ٪ کاهش یافته است ، در حالی که هزینه استهلاک تجهیزات و مصرف انرژی از 25 ٪ به 18 ٪ کاهش یافته است.
کاهش هزینه های موجودی: رولز رویس یک انبار دیجیتال چاپی 3D {1} را برای قطعات یدکی حمل و نقل هوایی ایجاد می کند ، ارزش موجودی جهانی را از 4.2 میلیارد دلار به 1.8 میلیارد دلار کاهش می دهد و مدت زمان خارج شدن هواپیماهای مشتری (AOG) از 72 ساعت به 8 ساعت است. این امر باعث صرفه جویی در شرکت هواپیمایی بیش از 500 میلیون دلار در سال در هزینه های عملیاتی می شود.
تأثیر مقیاس در تولید: تجهیزات تولید افزودنی قوس (WAAM) Platinum BLT {0} w سری می تواند قطعات ساختاری حمل و نقل هوایی را با قطر 2.5 متر ایجاد کند که همه در کنار هم ساخته شده اند. زمان لازم برای چاپ یک قطعه 80 ٪ کمتر از تولید فرآیند Multi- است و میزان استفاده از مواد از 35 ٪ به 92 ٪ می رود. این امر امکان تولید انبوه مؤلفه های ساختاری عظیمی را ایجاد می کند که بازسازی شده اند.