چاپ سه بعدی فلزی چه تغییراتی در دستگاه های مکاترونیک ایجاد می کند؟

一 ، دستیابی به موفقیت فناوری: تغییر از "آزادی هندسی" به "ادغام عملکردی" در ساخت
1. "اعتصاب کاهش بعد" در ساختمان سازه های پیچیده
در دستگاه های سنتی Mechatronic ، قطعات اصلی مانند تیغه های توربین ، اتصالات ربات و مجموعه های میکرو دنده ها اغلب باید از جوشکاری جداگانه یا طراحی ساده تر استفاده کنند زیرا پردازش کانال های جریان داخلی ، ساختارهای شبکه یا شکل بهینه سازی توپولوژی دشوار است. این باعث می شود دستگاه ها از تکنیک چاپ. 3 d برای فلزات استفاده کنند و کارآمدتر شوند. این کار با ذوب انتخابی لیزر (SLM) و ذوب پرتو الکترونی (EBM) امکان پذیر است. به عنوان مثال ، از چاپ سه بعدی برای ساخت تیغه های توربین موتورهای هواپیما با ساخته شده 5- در کانال های خنک کننده استفاده می شود. این باعث می شود روند احتراق 15 ٪ کارآمدتر شود و وزن را 30 ٪ کاهش دهد. بهینه سازی توپولوژی ساختار شبکه ، وزن اتصالات ربات های صنعتی را 40 ٪ کاهش می دهد در حالی که هنوز هم قدرت آنها را حفظ می کند ، که باعث افزایش انعطاف پذیری و بهره وری انرژی آنها می شود.
2. تغییر در عملکرد کامپوزیت های مواد چند {1}
خواسته های متنوع برای خصوصیات مواد (از جمله هدایت ، هدایت حرارتی و مقاومت در برابر سایش) در دستگاه های مکاترونیک از نظر تاریخی با ویژگی های ذاتی یک ماده مفرد محدود شده است. با استفاده از چاپ چند-} چاپ مواد و طراحی مواد شیب ، فناوری چاپ سه بعدی فلزی ممکن است باعث شود که قسمت یکسان سطح مختلفی از عملکرد یا مناطق کاربردی داشته باشد. به عنوان مثال ، در حین ساخت محفظه های حرکتی ، منطقه اتلاف گرما با آلیاژ مس (CUCRZR) چاپ می شود که گرما را به خوبی انجام می دهد ، و منطقه پشتیبانی ساختاری با آلیاژ آلومینیومی چاپ می شود. چیدمان خنک کننده میکرو کانن باعث افزایش بهره وری از اتلاف گرما 50 ٪ می شود. در دنیای وسایل پزشکی ، ایمپلنت های ارتوپدی از چاپ شیب آلیاژ تیتانیوم و بیوشرامیک برای انجام دو کار استفاده می کنند: آنها به رشد بافت استخوان کمک می کنند و می توانند بارهای مکانیکی را حفظ کنند. این مدت زمان لازم برای بهبودی بیماران 60 ٪ از عمل را کاهش می دهد.
3. "انقلاب کارآیی" طراحی سبک وزن
سبک وزن اصلی ترین راه برای ماندگاری تجهیزات مکاترونیک و استفاده از انرژی کمتری است. چاپ سه بعدی فلزی می تواند سبک ترین وزن ممکن را بدست آورد و هنوز اطمینان حاصل کند که این ساختار با استفاده از بهینه سازی توپولوژی و طراحی ساختار بیومیمزیک قوی است. به عنوان مثال ، مفاصل روبات های انسان دوستانه از آلیاژ منیزیم چگالی کم {3} کم و ساختار شبکه توخالی ساخته شده است. این امر آنها را 35 ٪ سبک تر از ماشینکاری سنتی می کند و فشار کمتری را بر روی موتورهای سروو قرار می دهد که باعث افزایش عمر باتری 40 ٪ می شود. سیستم درایو الکتریکی وسایل نقلیه انرژی جدید از چاپ سه بعدی برای ساختن یک پوسته سبک استفاده می کند ، که باعث افزایش 8 ٪ راندمان سیستم می شود و استاندارد صنعت 200 وات/کیلوگرم چگالی انرژی را می شکند.
2 ، بازسازی صنعتی: تغییر از "اقتصاد مقیاس" به "اقتصاد ارزش"
1. "فشرده سازی نمایی" چرخه تحقیق و توسعه
ساخت دستگاه های الکترومکانیکی کلاسیک مدت زمان زیادی طول می کشد زیرا آنها باید یک فرآیند طولانی از "اصلاح تولید آزمایش ساخت قالب طراحی" را طی کنند که می تواند از 6 تا 18 ماه به هر جایی برسد. از طریق یک روش تکراری سریع از "مدل دیجیتال چاپ مستقیم" ، فناوری چاپ سه بعدی فلزی چرخه تحقیق و توسعه را به 1-3 ماه کوتاه می کند. به عنوان مثال ، دنده فرود آلیاژ تیتانیوم Xi'an بولیت برای نوع خاصی از وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین ، فقط در 45 روز از طراحی به تأیید عملکردی رفت که 80 ٪ سریعتر از روشهای سنتی است. در حوزه پزشکی ، پروتزهای شخصی چاپ شده سه بعدی می توانند مستقیماً از داده های CT بیمار مدل سازی شوند و تولید و سازگاری سفارشی در کمتر از 24 ساعت قابل انجام است.
2. "ارتقاء انعطاف پذیر" از نحوه ساخت اوضاع
ویژگی "ساخت رایگان قالب" چاپ سه بعدی فلزی به طور طبیعی متناسب با نیازهای دسته های کوچک و طیف گسترده ای از محصولات است. اپل و هواوی دو بنگاه هستند که قاب های آلیاژ تیتانیوم تلفن همراه بالا {{2} را با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی در بازار الکترونیکی 3C مصرفی بالا می سازند. آنها توانسته اند با استفاده از فناوری سمپاشی چسب ، در مقادیر زیادی با هزینه کم موارد استیل ضد زنگ 316L را تهیه کنند. این هزینه هر قطعه را در نصف در مقایسه با ماشینکاری سنتی CNC کاهش می دهد. در زمینه روبات های صنعتی ، Lingkong Electronics به سرعت براکت های سنسور سفارشی را برای هواپیمای بدون سرنشین FCQ-150 با استفاده از چاپ سه بعدی ایجاد کرده است و نیازهای خاص موقعیت های اضطراری را برآورده می کند.
3. "بازسازی توزیع شده" زنجیره تأمین
این فناوری برای قطعات فلزی چاپ سه بعدی ، محلی سازی و شبکه سازی منابع تولید را تشویق می کند و یک مدل تجاری جدید به نام "طراحی جهانی طراحی محلی" ایجاد می کند. به عنوان مثال ، انرژی هسته ای Shaanxi از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت پروانه های راکتور هسته ای به صورت محلی استفاده کرده است ، که از از دست دادن عملکرد جلوگیری می کند که هنگام فرآیندهای ریخته گری سنتی قطعات را به اطراف منتقل می کند. در بخش اقتصاد ارتفاع 4- ، هواپیماهای حمل و نقل بدون مدیریت تجاری HH-100 شرکت هواپیمای Xi'an از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت قطعات موتور استفاده می کند ، و یک مدل زنجیره تأمین چابک به نام "طراحی Xi'an Yulin Printing Consition National" را ایجاد می کند که هزینه های تدارکات را 30 ٪ کاهش می دهد.