Metal 3D baskı, yüksek titreşim ortamlarında ekipmanın stabilitesini artırabilir mi?

一, Teknik Güçlendirme: Kararlı Metal 3D Baskı Yeniden Yapılandırma Ekipmanları Tasarlama Mantığı
1. Topoloji optimizasyonu ve kafes yapısı: "pasif titreşim azaltma" dan "aktif titreşim emilimi" e geçiş
Ekipmandaki titreşimi azaltmanın geleneksel yolları, yer kaplayan ve zamanla aşınabilen kauçuk yastıklar ve yaylar gibi dış parçaları içerir. Topoloji optimizasyon algoritmaları kullanan metal 3D baskı, cihazın içinde titreşim frekansı ve stres dağılımı gibi faktörlere dayanarak biyomimetik kafes yapıları (petek, kafes ve spiral gradyan yapıları gibi) oluşturabilir. Bu, yapının ve fonksiyonun derin bir entegrasyonunu sağlar.
Örneğin, bir şirket bir nükleer elektrik santralinin soğutma pompası pervanesi için bir titanyum alaşım kafes yapısı yazdırmak için SLM teknolojisini kullandı. Titreşim genliği%40 kesildi ve kafes birimlerinin sönüm özellikleri, önemli parçalara göndermek yerine yapının içindeki titreşim enerjisini emdi. Bu akışkan dinamikleri performansını arttırdı. Central South Üniversitesi ekibi ayrıca 93W/96W çift malzeme gradyan sert alaşımı yapmak için PEP (toz ekstrüzyon katkı maddesi üretimi) teknolojisini kullandı. Bu alaşım, arayüzde fazı eşit olarak yayarak, yorgunluk çatlaklarının geleneksel kaynak yapılarında oluşmasını durdurarak, titreşim yükü altında stres gradyan geçişini işleyebildi.
2. Multi - Malzeme Kompozit Baskı: "Tek Performans" dan "Sistem Entegrasyonu" na gidiyor
Yüksek - Titreşim ekipmanının genellikle hafif, güçlü ve paslanmaya karşı dirençli olmak arasında bir denge bulması gerekir. Geleneksel yöntemlerin birçok farklı parçayı bir araya getirmesi gerekir, ancak metal 3D baskı, bir gradyanda farklı malzemeleri biriktirmenizi sağlar, bu da performansı tek bir kısımda bölme sağlar. Örneğin, süblimasyon 3D, aynı zamanda uçak motorlarının türbin bıçaklarına hem yüksek - tabanlı yüksek - sıcaklık alaşım substratları hem de tungsten alaşım termal bariyer kaplamaları yazdırmak için ayrı bir ikiz nozul sistemi kullanır. Bıçakların termal yorgunluk direnci üçe katlanır ve ağırlıkları 1200 derecelik yüksek - sıcaklık titreşim ortamında% 15 azalır. Bunun nedeni, nanopartiküllerin temasta daha güçlü bir şekilde bağlanmasıdır. Aynı şekilde, Baochen Xin lazer, kalıp boşluğunun yüzeyine çok zor olan bir kobalt krom alaşımı tabakası yazdırmak için tek bir - modu/multi - mod ayarlanabilir hafif nokta tasarımı kullanır. Çekirdek alan, sert yüzey tabakasında titreşim enerjisini hızlı bir şekilde emmek için hafif bir alüminyum alaşımı kullanır. Bu genel ataleti azaltır ve titreşim uyarma kaynaklarını azaltır.
3. kusurları azaltmak ve performansı tutarlı tutmak: "deneme yanılma" dan "kesin kontrol" e gitmek
Titreşim ortamı malzemelerdeki kusurlara çok duyarlıdır ve geleneksel yöntemler genellikle küf kısıtlamaları nedeniyle gözenekler ve çatlaklar gibi kusurları geride bırakır. Bu, malzemenin yorgunluk ömrünü kısaltır. Process parametre ayarı ve çevrimiçi izleme teknolojisi, metal 3D baskıyı malzemeleri daha yoğun ve performans açısından daha tutarlı hale getirmede çok daha iyi hale getirebilir. Örneğin, Wisconsin Üniversitesi Madison, SLM baskılı parçaların yüzey pürüzlülüğünü 20 μ m ila 2.1 μ m'ye düşürmek için AL6061 alüminyum alaşım tozuna% 4.4 hacim TIC nanopartikülleri ekledi. Bu işe yaradı çünkü nanopartiküller eriyik havuzu dalgalanmalarını stabilize etti. Gözeneklilik sıfıra yaklaştı ve tane boyutu çok küçüldü, bu da yüksek frekanslarda titreştiğinde malzemenin yorgunluk sınırını% 50 artar. Ayrıca, Leiming Laser's LIM - X serisi makineleri, çoklu - lazer işbirlikçi tarama teknolojisi ve gerçek - zaman geri besleme kontrolü ile birlikte gelir. Büyük titanyum alaşımlı spiral yapısal parçalar yazdırırken, yapının titreştiğinde bile güçlü kalmasını sağlamak için ara katman yanlış hizalaması ± 0.05 mm içinde tutulur.
2, İşletmeler Ne Yapar: Metal 3D Baskıda İstikrar İçin Ortak Kullanımlar
1. Havacılık ve Uzay: Çok fazla titreşime sahip yerlerde "hafif hayatta kalma"
Uçaklar, roket güçlendiricileri ve diğer ekipmanların motorlarının çok sıcak ve çok yüksek - frekans titreşimi altında uzun süre çalışması gerekir. Çünkü çok ağır, geleneksel nikel - tabanlı alaşım bıçakları rezonans nedeniyle başarısız olabilir. SLM teknolojisini kullanarak, GE havacılık baskıları, entegre bir tasarımla 20 parçayı tek parça halinde birleştiren motor yakıt nozullarını atlar. Bu nozulları% 25 daha hafif hale getirir. İç soğutma kanalı, doğayı taklit eden bir ağacı - benzeri bir yapıya sahiptir. Bu, - indüklenen termal stres titreşimini daha eşit olarak dağıtır ve nozulun ömrünü standart yöntemlerin üç katına kadar uzatır. Süblimasyon 3D'nin uzay iticileri için tungsten alaşım parçaları, erimesi zor metal deformasyon problemini çözmek için PEP teknolojisini de kullanır. 3000 derecelik yüksek - sıcaklık titreşim ortamında bile boyut olarak sabit kalabilirler, bu da derin uzay keşif görevlerinin ihtiyaç duyduğu şeydir.
2. Rail Transit: Yapı, gürültü azaltma ve titreşimi azaltma için "ikili garanti"
Yüksek - Hızlı ray bojileri, şanzımanlar ve diğer parçalar uzun süre etki ve motor titreşimini izlemek için maruz kalır. Geleneksel kaynaklı sistemlerin güvenlik sorunları olması daha olasıdır, çünkü yorgunluktan ayrılabilirler. Çin CRRC, SLM teknolojisini kullanarak titanyum alaşım bojileri için çapraz ışınlar basar. Kütle topoloji optimizasyonu ile% 30 oranında kesilir ve kafes yapısı, ışın içindeki titreşim enerjisini emer, bu da taşıyıcının içindeki gürültüyü 5dB daha sessiz hale getirir. Aynı zamanda, baochenxin lazer, demiryolu transit şanzımanları yaparken dişlinin yüzeyinde yüksek sertliğe sahip kobalt krom alaşımı kaplamasını koymak için çoklu - malzeme kompozit baskı teknolojisini kullanır. Çekirdek alan, titreşim kaynağını (dişli örgüsü) yükü tutan yapıdan ayırmak için bir alüminyum alaşım matrisi kullanır, bu da şanzımanın arıza oranını%70 azaltır.
3. Enerji ekipmanı: Nükleer ve rüzgar gücünün "anti - titreşim yükseltmesi" vardır.
Örneğin nükleer santral ana pompaları ve rüzgar türbin dişlileri, çok fazla titreşim ve radyasyona sahip yerlerde çalışmalıdır. Korozyon titreşim kuplajı nedeniyle geleneksel malzemelerin başarısız olması muhtemeldir. CGN, nükleer güç valf gövdesinin bir kopyasını yapmak için metal 3D baskı kullanır. Valf gövdesinin ömrü, 5g titreşim hızlanması ve 10 gy radyasyon dozu olan bir ortamda 5 yıldan 15 yıla gider. Bu, sıvı titreşim uyarmasını azaltmak ve korozyona daha dirençli hale getirmek için nikel - bazlı alaşım malzemelerin kullanılması için akış kanalı yapısının rafine edilerek yapılır. Siemens Gamesa, rüzgar enerjisi endüstrisindeki şanzımanlar için gezegenli taşıyıcılar yazdırmak için SLM teknolojisini kullanıyor. Hafif tasarım, atalet momentini%40 azaltır ve iç kafes yapısı, taşıyıcının içindeki titreşim enerjisini emer. Bu, şanzıman iletimini% 3 daha verimli hale getirir ve arızalar arasındaki süreyi 20.000 saate kadar uzatır.