Hidrolik sistem bileşenlerinin imalatına metal 3D baskı nasıl uygulanabilir?

1. Teknolojik bir atılım: "imkansız" dan "yüksek hassasiyete"
Hidrolik parçalar yapmak söz konusu olduğunda, en zor kısım dahili akış kanallarını tasarlamaktır. Kanallara katılmak için, geleneksel yöntemlerin - matkabını geçmesi gerekir, ancak mekanik işlemenin doğrusal sınırları nedeniyle, kanalların buluştuğu yerlerde akut dik açılar kolayca üretilir. Bu, sıvı türbülansına, basınç kaybına ve sızıntılara neden olur.Metal 3D baskıTeknik, malzemeleri üst üste istifleyerek tamamen bu fiziksel bariyeri aşıyor:
Optimizasyon için akış kanalının tasarlanması
Bir İtalyan işletmesi olan AIDRO Hidroliği, hidrolik valf bloğunun iç akış kanalını yuvarlak köşelerle kavisli bir şekle dönüştürmek için seçici lazer eritme (SLM) teknolojisini kullanır. Bu, eski yöntemlerin neden olduğu kör noktalardan kurtulur. Bu değişiklik sıvı direncini% 40 ve basınç kaybını% 25 oranında azaltır ve ayrıca kir oluşmasını ve conta başarısızlığına neden olmasını engeller. Örneğin, 3D - baskılı paslanmaz çelik valf bloğu, tek bir eylem silindiri ve ağırlığı 30 kilogramdan 5 kilogramdan 5 kilograma düzenlerken standart tasarımlara kıyasla hacmi% 60 azaltır ve bu da çalışma esnekliğini büyük ölçüde artırır.
Malzemelerin nasıl çalıştığı konusunda büyük bir adım
Metal 3D baskı, titanyum alaşımları, nikel - tabanlı yüksek - sıcaklık alaşımları ve sektördeki martensitik çelikler gibi yüksek - performans malzemelerinin kullanılmasını mümkün kıldı. Alman Liebherr grubu, Airbus A380 için% 35 daha hafif olan ve 980mPa'lık bir gerilme mukavemetine ve 12 milyondan fazla test döngüsüne sahip bir 3D - basılı titanyum alaşım spoyler hidrolik kısım yarattı. Ayrıca, ısıl işlem sürecini iyileştirerek, 3D baskılı parçaların yoğunluğu%99.5'e ulaşabilir, bu da sahte parçalar kadar yüksektir ve yüksek basınçlarda (250 bar üzerinde) çalışan hidrolik sistemlerde çalışacak kadar güçlüdür.
Birden fazla malzeme ile baskı
Yeni Sıvı Metal 3D baskı teknolojisi, hidrolik parçaları işe yarayacak şekilde birleştirmeyi mümkün kılar. Örneğin, düşük - eritme - nokta galyum -}} tabanlı alaşımlar ve paslanmaz çelik olarak, sıvı basıncını ve sıcaklığı gerçek zamanlı olarak izleyebilen sensörlerde yapılı - ile hidrolik valf gövdeleri yapabilirsiniz. Bu, akıllı hidrolik sistemler veri desteği verir.
2. İşlerin yapılma şeklini değiştirme: "Uzun Döngü" den "hızlı yineleme" e
Tipik hidrolik parçaları tasarlamak, dökmek, makineye, monte etmek ve test etmek 6 ila 12 ay sürebilir. Metal 3D baskı, dijital tasarım ve katkı üretimini gelişimi daha hızlı hale getirecek şekilde birleştirerek "üretim olarak tasarımı" mümkün kılar.
Hafifleme ve topoloji optimizasyonu
Topoloji optimizasyonu yoluyla, Pennsylvania Üniversitesi, Inconel 718 alaşımından yapılmış 3D baskılı hidrolik manifoldlar kullanarak 17 parçayı bir yapıda birleştirir. Bu ağırlığı%70 azaltır. Bununla birlikte, iç akış kanalının doğruluk hatası, CT tarama doğrulaması kullanılarak ± 0.05 mm içinde tutulur ve 250 bar basınç testini geçer.
Küçük parti ekonomisi
3D baskı, özel hidrolik parçalar yapmak için geleneksel yöntemlerden% 60 daha ucuzdur. Aidro, tarım makineleri için% 50 daha küçük ve% 75 daha hafif olan alüminyum alaşım entegre bir manifold yapmak için 3D baskı kullandı. Her öğenin maliyeti sadece%15 arttı ve kalıp açma yükü yoktu. Bu "- talep imalat" tekniği, hidrolik parçaları aylarca güne kadar teslim etmek için gereken süreyi azaltır.
İşlevlerin entegrasyonu
ABD'deki domin sıvı gücü, 20 parçayı 3'e birleştirmek için 3D baskılı servo valfini değiştirdi. Bu hacmi% 25 ve ağırlığı% 15 oranında azalttı. Aynı zamanda, nominal akış hızı% 25 artar ve iç kanal optimizasyonu sayesinde sızıntı miktarı% 20 azalır. Valf gövdesi, birlikte elektromekanik hidrolik entegre birim yapan bir elektronik kontrolör ve bir hidrolik aktüatöre sahiptir. Bu, bir araya gelmeyi ve sistemle ilgilenmeyi kolaylaştırır.
3. Endüstride kullanın: "laboratuvardan" "ölçeklendirmeye" kadar
Metal 3D baskıyı hidrolik alanda daha ticari hale getirme işlemi hızlanıyor. Örneğin, havacılık alanında Airbus ve Liebherr, A380 iniş dişlisi sisteminde 3D baskılı titanyum alaşım hidrolik parçalarını kullanmak için birlikte çalışıyorlar, bu da onu% 3 daha fazla yakıt verimli hale getiriyor. COMAC C919, uçuşa elverişlilik testini geçen ve tahıl arıtma teknolojisi sayesinde dövme parçaların% 92'si yorgunluk mukavemetine sahip olan platin Lite 3D baskılı titanyum alaşımlı hidrolik boru hattı eklemlerine sahiptir.
araba endüstrisi
Porsche 911 GT2 RS yarış aracının 3D - basılı titanyum alaşım pistonları, motor gücünü 30 beygir gücü artırmak için dahili soğutma kanallarıyla optimize edilmiştir. Ayrıca, hidrolik süspansiyon sistemi için 3D baskılı parçalar, otomobil şasisinin% 40 daha hızlı yanıt vermesini sağlar, bu da otonom sürüşün iyi çalışması için gereklidir.
Ağır ve enerji endüstrileri
Zoomlion, 3000 ton kaldırabilen vinçlerde 3D - baskılı hidrolik valf blokları kullandı. Bu, pompa istasyonlarını% 18'i daha verimli hale getirdi ve kanalları optimize ederek enerji kullanımını% 15 azalttı. Nükleer enerji endüstrisinde, 3D baskılı tantal metal hidrolik armatürleri yüksek basınçta 100.000 test geçti, bu da dördüncü - nesil nükleer reaktörlerin zorlu koşullarda performans göstermesi gereken şey.
4. Mücadele ve Gelecek: "Teknolojik Atılım" dan "Ekolojik Yeniden Yapılandırma"
Metal 3D baskının hidrolik endüstrisinde çok fazla potansiyeli vardır, ancak geniş ölçekte kullanma konusunda hala bazı sorunları vardır:
Materyalleri ve süreçleri aynı yapmak
Şu anda, 3D baskılı hidrolik parçalar için performans verileri her yerde ve bunun için tek bir standart sistem yok. Örneğin, SLM yöntemi kullanılarak yapılan 316L paslanmaz çeliğin korozyon direnci, toz parçacıklarının boyutundaki varyanslar ve tarama tekniği nedeniyle% 20 kadar değişebilir. Tasarıma yardımcı olmak için bir endüstri veritabanının kurulması gerekir.
- İşleme ve Algılama Post için Teknoloji
3D baskılı parçalar normalde 6 Toen μ m'lik bir yüzey pürüzlülüğüne (RA değeri) sahiptir, bu da hidrolik sızdırmazlık standartlarını karşılamak için elektrolitik parlatma veya mikro taşlama kullanılarak 0.8 μ m'den azına indirilmesi gerekir. Ayrıca, endüstriyel BT taramasının yüksek maliyeti (bir muayene için 5000 yuan'dan fazla), büyük üretimde kaliteyi yüksek tutmayı zorlaştırır.
Endüstriyel zincirde yeni fikirler bulmak için birlikte çalışmak
Hidrolik sektörün 3D baskı ekipmanı satıcıları, malzeme tedarikçileri ve yazılım geliştiricileri ağı oluşturması gerekir. Örneğin, Aidro, CAD sistemlerine akış kanalı optimizasyon algoritmaları ekleyen özel hidrolik bileşen tasarım yazılımı oluşturmak için Alman Business EOS ile çalıştı. Bu, tasarım süresini%70 azaltır.