چگونه می توان چاپ سه بعدی فلزی را برای ساخت اجزای سیستم هیدرولیک اعمال کرد؟

1. یک پیشرفت فناوری: از "غیرممکن" تا "با دقت بالا"
وقتی صحبت از ساخت قطعات هیدرولیک می شود ، سخت ترین قسمت طراحی کانال های جریان داخلی است. برای پیوستن به کانال ها ، روشهای سنتی باید از مته- عبور کنند ، اما به دلیل محدودیت خطی پردازش مکانیکی ، زاویه های حاد راست به راحتی در جایی که کانال ها ملاقات می کنند تولید می شوند. این باعث تلاطم سیال ، کاهش فشار و نشت می شود.چاپ سه بعدی فلزیتکنیک کاملاً با انباشت مواد در بالای یکدیگر از این سد فیزیکی عبور می کند:
طراحی کانال جریان برای بهینه سازی
Aidro Hydraulics ، یک تجارت ایتالیایی ، از فناوری انتخابی ذوب لیزر (SLM) استفاده می کند تا کانال جریان داخلی بلوک دریچه هیدرولیک را به شکل خمیده با گوشه های گرد تبدیل کند. این امر از شر نقاط نابینایان ناشی از روشهای قدیمی خلاص می شود. این تغییر مقاومت سیال را 40 ٪ و از دست دادن فشار 25 ٪ کاهش می دهد و همچنین باعث می شود که خاک از ساخت و ساز جلوگیری شود و باعث خرابی مهر و موم شود. به عنوان مثال ، بلوک دریچه استیل ضد زنگ 3D {6} چاپ شده ، در مقایسه با طرح های استاندارد هنگام تنظیم یک سیلندر عمل واحد و وزن از 30 کیلوگرم به 5 کیلوگرم ، 60 ٪ را کاهش می دهد ، که باعث افزایش انعطاف پذیری عملکرد می شود.
یک قدم بزرگ به جلو در نحوه کار مواد
چاپ سه بعدی فلزی امکان استفاده از مواد عملکردی High- مانند آلیاژهای تیتانیوم ، نیکل - مبتنی بر بالا-}}}} و فولادهای مارتنزیتی را در صنعت فراهم کرده است. گروه آلمانی Liebherr یک قسمت هیدرولیک اسپویلر آلیاژ تیتانیوم 3D {6} چاپ شده برای Airbus A380 ایجاد کرد که 35 ٪ سبک تر است و دارای مقاومت کششی 980MPa و عمر خستگی بیش از 12 میلیون چرخه تست است. همچنین ، با بهبود فرآیند تصفیه حرارت ، چگالی قطعات چاپی سه بعدی می تواند به 99.5 ٪ برسد ، که تقریباً به اندازه قطعات جعلی است و به اندازه کافی قوی است که بتواند در سیستم های هیدرولیکی که در فشارهای زیاد کار می کنند (بیش از 250 بار) کار کنند.
چاپ با بیش از یک نوع مواد
فناوری جدید چاپ سه بعدی فلزی مایع امکان ترکیب قطعات هیدرولیک را به روشی که کار می کند امکان پذیر می کند. به عنوان مثال ، شما ممکن است بدنهای دریچه هیدرولیکی را با سنسورهایی ساخته شده - ایجاد کنید که می توانند فشار سیال و دما را در زمان واقعی با چاپ کامپوزیت کم {{ذوب {-} گالیم نقطه- مبتنی بر آلیاژهای مبتنی بر فولاد و فولاد استحمانی درست کنید. این به پشتیبانی داده های هیدرولیک هوشمند پشتیبانی می کند.
2. تغییر شیوه ساخت: از "چرخه طولانی" به "تکرار سریع"
برای طراحی ، بازیگران ، ماشین ، مونتاژ و آزمایش قطعات هیدرولیک معمولی می تواند 6 تا 12 ماه طول بکشد. چاپ سه بعدی فلزی با ترکیب طراحی دیجیتال و تولید افزودنی به گونه ای که توسعه را سریعتر می کند ، "طراحی به عنوان ساخت" را امکان پذیر می کند.
بهینه سازی سبک و توپولوژی
از طریق بهینه سازی توپولوژی ، دانشگاه پنسیلوانیا با استفاده از مانیفولد های هیدرولیک چاپی سه بعدی از آلیاژ اینک 718 ، 17 قسمت را در یک ساختار ترکیب می کند. این وزن را 70 ٪ کاهش می دهد. با این حال ، خطای دقت کانال جریان داخلی با استفاده از تأیید اسکن CT در 0.05 میلی متر پوند نگهداری می شود و آزمایش فشار 250bar را پشت سر می گذارد.
اقتصاد دسته ای کوچک
چاپ سه بعدی 60 ٪ ارزان تر از روشهای سنتی برای ساخت قطعات هیدرولیک سفارشی است. Aidro از چاپ سه بعدی برای ساخت منیفولد یکپارچه آلیاژ آلومینیوم برای ماشین آلات کشاورزی استفاده کرد که 50 ٪ کوچکتر و 75 ٪ سبک تر است. هزینه هر مورد تنها 15 ٪ افزایش یافته است و هیچ هزینه باز شدن قالب وجود ندارد. این روش "در-} تولید تقاضا" زمان لازم برای تحویل قطعات هیدرولیک را از ماهها به روزها کاهش می دهد.
ادغام توابع
قدرت مایع Domin در ایالات متحده ، شیر سروو چاپی سه بعدی را تغییر داد تا 20 قسمت را در 3 ترکیب کند. این حجم را 25 ٪ و وزن 15 ٪ کاهش داد. در همین زمان ، نرخ جریان رتبه بندی 25 ٪ بالا می رود و به لطف بهینه سازی کانال داخلی ، میزان نشت 20 ٪ کاهش می یابد. بدنه دریچه دارای یک کنترلر الکترونیکی و یک محرک هیدرولیک است که در کنار هم یک واحد یکپارچه هیدرولیک الکترومکانیکی ایجاد می کنند. این امر باعث می شود که کنار هم قرار بگیریم و از سیستم مراقبت کنیم.
3. استفاده در صنعت: از "آزمایشگاه" تا "مقیاس"
فرآیند ساخت چاپ سه بعدی فلزی در منطقه هیدرولیک سرعت بیشتری دارد. به عنوان مثال ، در میدان هوافضا ، ایرباس و لیبر با هم کار می کنند تا از قطعات هیدرولیک آلیاژ تیتانیوم چاپی سه بعدی در سیستم دنده فرود A380 استفاده کنند که این امر باعث می شود 3 ٪ سوخت بیشتری داشته باشد. COMAC C919 دارای اتصالات خط لوله هیدرولیک هیدرولیک آلیاژ هیدرولیک هیدرولیک پلاتین Lite 3D است که به لطف فناوری پالایش دانه ، از آزمایش هواییت عبور می کنند و دارای مقاومت خستگی 92 ٪ از قسمت های جعلی هستند.
صنعت ماشین
پیستون های آلیاژ تیتانیوم 3D {1} چاپ شده از وسیله نقلیه مسابقه پورشه 911 GT2 RS با کانال های خنک کننده داخلی بهینه شده اند تا قدرت موتور را با 30 اسب بخار تقویت کنند. همچنین ، قطعات چاپی سه بعدی برای سیستم تعلیق هیدرولیک باعث می شود که شاسی های خودرو 40 ٪ سریعتر پاسخ دهند ، که برای رانندگی خودمختار به خوبی لازم است.
صنایع سنگین و انرژی
Zoomlion از بلوک های سوپاپ هیدرولیک چاپی 3D {1} چاپ شده روی جرثقیل ها استفاده کرده است که می توانند 3000 تن بلند کنند. این امر ایستگاه های پمپ را 18 ٪ کارآمدتر کرده و با بهینه سازی کانال ها 15 ٪ مصرف انرژی را 15 ٪ کاهش داده است. در صنعت انرژی هسته ای ، اتصالات هیدرولیک فلزی تانتالوم چاپی سه بعدی 100000 آزمایش را با فشار بالا گذرانده اند ، این همان چیزی است که راکتورهای هسته ای نسل 10 {} {چهارم باید در شرایط سخت انجام دهند.
4. چالش و آینده: از "پیشرفت فناوری" تا "بازسازی اکولوژیکی"
چاپ سه بعدی فلزی در صنعت هیدرولیک پتانسیل زیادی دارد ، اما هنوز هم هنگام استفاده از آن در مقیاس گسترده مشکلات خاصی دارد:
ساخت مواد و فرآیندها یکسان است
در حال حاضر ، داده های عملکرد قطعات هیدرولیک چاپی سه بعدی در همه جا قرار دارد و یک سیستم استاندارد واحد برای آن وجود ندارد. به عنوان مثال ، مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ 316L ساخته شده با استفاده از روش SLM می تواند به دلیل واریانس در اندازه ذرات پودر و تکنیک اسکن ، تا 20 ٪ تغییر کند. برای کمک به طراحی ، یک بانک اطلاعاتی صنعت باید تنظیم شود.
فناوری برای ارسال-} پردازش و تشخیص
قطعات چاپی سه بعدی به طور معمول دارای زبری سطح (مقدار RA) از 6 میکرومتر میکرومتر است که برای رعایت استانداردهای آب بندی هیدرولیک باید به کمتر از 0.8 میکرومتر کاهش یابد. همچنین ، هزینه بالای اسکن CT صنعتی (بیش از 5000 یوان برای یک بازرسی) باعث می شود که کیفیت بالا در تولید بزرگ باشد.
همکاری با هم برای ارائه ایده های جدید در زنجیره صنعتی
بخش هیدرولیک باید شبکه ای از فروشندگان تجهیزات چاپ سه بعدی ، تأمین کنندگان مواد و توسعه دهندگان نرم افزار ایجاد کند. به عنوان مثال ، Aidro با EOS تجارت آلمان برای ایجاد نرم افزار تخصصی طراحی مؤلفه هیدرولیک که الگوریتم های بهینه سازی کانال جریان را به سیستم های CAD اضافه می کند ، همکاری کرد. این زمان طراحی را 70 ٪ کاهش می دهد.