آیا چاپ سه بعدی فلزی می تواند ساختارهای پیچیده کانال سیال ایجاد کند؟

1. اصل فنی: تبدیل دقیق از مدل های دیجیتال به ساختارهای ملموس.
خصوصیات لایه بندی تولید افزودنی همان چیزی است که چاپ سه بعدی فلزی را برای ساخت کانال های سیال مفید می کند. به عنوان مثال ، جریان فرآیند برای فناوری ذوب لیزر انتخابی (SLM) می تواند به سه مرحله تقسیم شود:
مدل سازی دیجیتال: از نرم افزار CAD برای تهیه یک مدل بعدی -} یک کانال سیال استفاده کنید که مسیر جریان را بهینه می کند ، شکل مقطعی {1} را بهینه می کند و فاکتورهای زبری سطح. به عنوان مثال ، بلوک دریچه متناسب Multi {{3} sin Sino Power برای تجهیزات ویژه در زیر الگوریتم های AI برای ایجاد یک ساختار توپولوژیکی مسیر جریان ، که مقاومت سیال را 40 ٪ کاهش می دهد ، استفاده می کند.
برش لایه بندی شده: برای ایجاد یک مسیر اسکن لیزر ، مدل را به لایه های نازک که 20 تا 50 میکرومتر ضخامت دارند در امتداد محور z - برش دهید. کتابخانه فرآیند هوشمند Platinum Technology می تواند به طور خودکار با قدرت لیزر ، سرعت اسکن و سایر تنظیمات برای مواد مختلف مطابقت داشته باشد. این دقت ضخامت دیواره کانال را در زیر 0.05 میلی متر پوند نگه می دارد.
لایه ذوب بر روی لایه: یک پرتو لیزر انرژی - بالا به طور انتخابی پودر فلزی را در طول مسیر ذوب می کند در حالی که توسط گاز بی اثر محافظت می شود. این با جمع کردن لایه ها در بالای یکی دیگر ، یک جامد ایجاد می کند. فناوری ذوب پرتو الکترونی (EBM) از اسکن پرتو الکترونی در محیط خلاء استفاده می کند. برای ساخت موادی که پردازش آن دشوار است ، چنین آلیاژهای درجه حرارت بالا- که برای ساخت کانال های خنک کننده برای تیغه های توربین موتور هواپیما استفاده می شود ، مناسب است.
این روش تولید "از ابتدا" با نیاز به قالب ها و ابزارهای برش در فرآیندهای سنتی از بین می رود. همچنین می تواند به طور مستقیم هر کانال جریان پیچیده ، از جمله اشکال هندسی را ایجاد کند که با روش های سنتی مانند کانال های جریان مارپیچ ، کانال های جریان شاخه ای چند-} و درخت بیومیمی {{2} مانند کانال های جریان ایجاد می شود.
2 ، وضعیت برای استفاده: تمرین دستیابی به موفقیت در قلمرو تولید بالا- پایان
هوافضا: یک مورد استفاده متداول کانال خنک کننده تیغه های توربین در یک موتور حمل و نقل هوایی است. برای قرار دادن لوله های خنک کننده با استفاده از روش های سنتی ریخته گری ، باید آنها را در کنار هم قرار دهید. این ممکن است باعث نشت شود و خنک کننده را کمتر مؤثر کند. و ممکن است از چاپ سه بعدی فلزی برای ساخت یک کانال جریان هزارتوی داخلی استفاده کنید که به خنک کننده گاز می دهد به طور مساوی سطح تیغه را بپوشاند. این به شدت باعث افزایش وزن موتور {{5} به -}} می شود. نازل سوخت موتور LEAP که توسط GE با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ساخته شده است ، 20 کانال جریان را در یک ترکیب می کند ، که باعث می شود 25 ٪ سبک تر و 15 ٪ سوخت بیشتر باشد.
زیست پزشکی: طراحی کانال سیال در ایمپلنت های متناسب تأثیر مستقیمی در چگونگی بهبود بافت دارد. به عنوان مثال ، کاشت های لگن چاپی 3D- دارای کانال های متخلخل با ویژگی های ترابکولار استخوان بیومیمی است که به تکثیر سلول های استخوانی کمک می کند. بازخورد بالینی نشان می دهد که زمان لازم برای ادغام استخوان ها به نصف کاهش می یابد. Maxwell Medical ، یک شرکت تولیدی هوشمند در Xi'an ، یک دستگاه فیوژن بین مهره ای چاپی 3D {6} چاپ شده با یک کانال جریان داخلی تولید کرد که می تواند گردش سیال دیسک های بین مهره ای طبیعی را تقلید کند. این خطر ابتلا به مشکلات بعد از عمل را 30 ٪ کاهش می دهد.
انرژی و انرژی: 3D-} مبدلهای حرارتی کانال جریان چاپی ، بازده انتقال گرما را 20 ٪ بهبود می بخشد و با بهبود هندسه کانال جریان در سیستم خنک کننده راکتورهای هسته ای ، 40 ٪ استفاده از مواد را کاهش می دهد. Xi'an Ouzhong Technology یک صفحه کانال جریان آلیاژ تیتانیوم برای تجهیزات خورشیدی تولید کرد که به طور مساوی مایع خنک کننده را با استفاده از میکرومتر- طراحی کانال جریان سطح توزیع می کند. این باعث می شود دمای کوره کریستال تک در مدت 0.5 درجه باشد.
3 ، Edge Edge: یک پیشرفت مضاعف در آزادی طراحی و عملکرد بهتر
طراحی آزادی طراحی: رویه های سنتی با زاویه هایی که ممکن است قالب ها از بین بروند و ابزارهایی که در دسترس هستند محدود می شوند. طراحی دونده همچنین باید در نظر بگیرد که ساخت چاپ. 3 D می تواند کانال های جریان را در هر زاویه یا منحنی ایجاد کند. به عنوان مثال ، بلوک دریچه Sino Power برای تجهیزات زیرزمینی از چاپ سه بعدی برای ترکیب سوراخ های 12 فرآیند اصلی در 3 کانال جریان مداوم استفاده می کند. این میزان حجم 60 ٪ و کاهش فشار را 25 ٪ کاهش می دهد.
بهینه سازی عملکرد مواد: چاپ سه بعدی فلزی می تواند ساختارهای دانه ای ریز ایجاد کرده و مواد را قوی تر کند زیرا به سرعت جامد می شود. قطعات کانال جریان ساخته شده از آلیاژ تیتانیوم TC4 توسط Platinum Lite دارای مقاومت کششی 1100MPa است که 15 ٪ قوی تر از فرجوها است. طراحی بهینه سازی توپولوژی همچنین محصول را 30 ٪ سبک تر می کند ، که بر نیاز صنعت حمل و نقل هوایی به "قدرت سبک+بالا-}" است.
صرفه جویی در هزینه و زمان در ساخت: ساخت بدنه دریچه هیدرولیک سنتی 12 قدم مانند ریخته گری ، ماشینکاری و جوشکاری طول می کشد و می تواند تا 6 ماه چاپ شود. 3 D چاپ می تواند مواد اولیه را به کالاهای تکمیل شده در یک مکان تبدیل کند. پروژه بلوک سوپاپ هیدرولیک Sino Power زمان تحویل را به دو هفته کاهش داده و هزینه قالب را 90 ٪. 3 D چاپ کاهش داده است-} برای محصولات سفارشی دسته ای کوچک موثر است.
4. مشکلات فنی و راه های دور زدن آنها
چاپ سه بعدی فلزی پتانسیل زیادی برای ساخت کانال های سیال دارد ، اما هنوز هم سه مشکل بزرگ برای حل وجود دارد:
کنترل زبری سطح: زبری سطح کانال جریان ساخته شده توسط فرآیند SLM به طور معمول RA250 {4} 400 میکرومولار است. برای دستیابی به معیارهای آب بندی ، این امر باید با استفاده از پولیش الکترولیتی یا لایه برداری شات ، به RA10 میکرومتر یا پایین بیاید. دانشگاه Xi'an Jiaotong فناوری SLM با کمک ارتعاش اولتراسونیک را ایجاد کرد که می تواند زبری سطح کانال جریان RA50 میکرومتر را ایجاد کند ، که باعث کاهش تعداد مراحل مورد نیاز پس از پردازش می شود.
یافتن نقص در داخل کانال جریان: دیدن نقص مانند عدم وجود همجوشی و تخلخل دشوار است. تجهیزات پلاتین تجهیزات اسکن CT صنعتی را توسعه داده است که می تواند نقص داخلی را به اندازه 0.1 میلی متر پیدا کند. هنگام استفاده از روش تشخیص تصویر هوش مصنوعی ، میزان تشخیص نقص به 99.9 ٪ رسیده است.
چاپ کامپوزیت Multi {{0} material: برای کار کردن سیستم های پیچیده سیال ، اغلب نیاز به ترکیب مواد متنوعی دارید ، مانند کانال هایی که خورنده نیستند و ساختارهایی که بسیار قوی هستند. فن آوری چاپ کامپوزیت لیزر ARC Xi'an Ouzhong Technology ، این امکان را برای کانال های جریان آلیاژ تیتانیوم و سازه های استیل ضدزنگ به روشی که یکنواخت نیست ، امکان پذیر کرده است. این فناوری دارای مقاومت کششی 400 مگاپاسکال است که مهندسی دریایی به آن احتیاج دارد.