Metal 3D baskı ile boru hattı parçalarının entegre kalıplaması nasıl elde edilir?

一, teknik prensip, tozdan boru hattına dijital olarak bir şeyler inşa etmektir.
Üç boyutta sağlam bir nesne yapmak için metal 3D baskı, metal tozunu eritmek ve üst üste istiflemek için yüksek - enerji ışınları (lazer veya elektron ışını) kullanır. Örneğin, seçici lazer eritme (SLM) işlemindeki ana adımlar
3D Modelleme ve Kesme: Boru hattı parçalarının CAD modelini dilimleme yazılımına aktarın. Ardından, 0.02 ila 0.1 mm arasında değişen katman kalınlığı verileri oluşturun ve lazer taraması için yol planlayın.
Toz kaplama ve lazer eritme: Toz kaplama makinesi, inert gazla korunurken metal tozunu çalışma tezgahına eşit olarak yayar. Yüksek - enerji lazer ışını daha sonra tek bir - katman çapraz - bölümü oluşturmak için pudrayı yol boyunca seçici olarak eritir.
Katmanla Katman İstifleme ve Destek için Tasarım: Çalışma tezgahı katmanlara düşer, toz döşeme ve eritme işlemini tekrar eder. Çözünür destek yapıları eklemek, sonunda tüm boru hattı bileşenlerinin oluşturulmasına yol açan askıya alınmış parçaları oluşturur.
Bu teknik, paslanmaz çelik, titanyum alaşımları, nikel - tabanlı alaşımlar ve diğerleri gibi malzemeleri işleyebilir ve korozyon direnci, yüksek sıcaklık direnci ve mukavemet için çeşitli çalışma koşullarının ihtiyaçlarını karşılayabilir. Örneğin, Cangzhou Longtaidi Boru Hattı Teknoloji Co., Ltd., karbon çelik borularının içindeki 3mm kalınlığında nikeli - tabanlı alaşımı eritmek için 3D baskı kaynak teknolojisini kullanır. Bu, yağ ve gaz ekstraksiyonunda kullanılan yüksek basınç ve korozyonu işleyebilen bimetalik kompozit borular yapar.
2, ana fayda: geleneksel el sanatları ile ilgili dört ana sorunu aşmak
1. Geometrik Özgürlük Dereceleri: Karmaşık şekillerin kesin inşası
Alet kullanılabilirliği ve kalıp tasarımı, farklı açılarda, uzamsal spirallerde keskin eğrilere sahip karmaşık boru hatları yapmayı zorlaştıran geleneksel yöntemleri sınırlar. Ayrıca, metal 3D baskı yapabilir:
Konformal akış kanallarının tasarlanması: Örneğin, spiral soğutma kanallarını oluşturan kimyasal reaktörler için nanjing baskılı parçalarda bir şirket, bu kanallar ısı iletimini% 40 oranında geliştirdi ve sıcaklığın ± 2'den fazla değişmesini sağladı.
Bir araya getirin: Geçmişte, bir boru hattı sisteminin farklı parçalarını bir araya getirmeniz gerekiyordu. Şimdi, her şeyi yazdırabilirsiniz. Bir tıbbi ekipman üreticisi, mikroakışkan çiplerin 3D baskısını kullanarak 12 ayrı parçayı bir araya getirmiştir. Bu, sızıntıları% 90 azalttı ve 8 saatten 1 saate kadar işleri bir araya getirmek için gereken süreyi azalttı.
Hafif yapı: Topoloji optimizasyonu ile yapılan bir kafes yapısı, güç kaybetmeden daha hafif hale getirir. Havacılık ve Uzay Titanyum Alaşım Boru Hattı, 3D baskı ile yapılan içi boş bir ara katmana sahiptir. Bu, standart ambilatlardan% 35 daha hafif hale getirir.
2. Üretim verimliliği: haftalardan günlere hızlı bir şekilde geçiş zamanı
Boru hatları yapmanın geleneksel yolu beş adım içerir: "Tasarım kalıbı geliştirme/dövme işleme montajı." Bu prosedür dört ila altı haftaya kadar sürebilir. Ve metal 3D baskı, üç - adım kapalı döngü kullanarak "dijital model baskı direği - işleme" kullanarak dağıtım işlemini çok hızlandırır:
Hızlı yineleme: Belirli bir araba parçaları üreticisi, egzoz manifoldları yapmak için 3D baskı kullandı ve üç gün içinde beş tur tasarım optimizasyonu bitirdi. Bu, egzoz basıncını% 18 oranında kesti ve gücü% 8 artırdı.
Küçük Parti Ekonomisi: Yılda 500'den az özelleştirilmiş boru hattına ihtiyacınız varsa, 3D baskı, parça başına geleneksel yöntemlerden% 40 daha az maliyetlidir ve kalıplar için ödeme yapmanız gerekmez.
Talep Üzerine Üretim: 3D baskı yoluyla, bir nükleer santral - sahasında acil soğutma boruları yapar. Bu işlem, tasarımdan kuruluma sadece 72 saat sürer, bu da normal tedarik döneminden% 90 daha hızlıdır.
3. Malzeme Kullanım Oranı: "Malzeme Atıklarını Azalt" dan "Nett Oluşturma Yakınına"
Tipik işleme malzemelerinin kullanım oranı genellikle%45'ten az, "katkı" üretimi 3D baskının nasıl yapıldığıdır:
Doğru Toz Kontrolü: Toz tabakasının kalınlığındaki yanlışlık SLM teknolojisi ile 0.05 mm'den az olabilir ve malzeme kullanım oranı%85'in üzerinde olabilir. Tipik dövme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, belirli bir şirket tarafından yapılan paslanmaz çelik borular% 62 daha az hammadde kullanır.
Gradyan Malzemesini Kullanma: Birlikte yazdırmak için çok sayıda nozul kullanarak, malzemenin niteliklerini aynı kısımda değiştirebilirsiniz. Belirli bir havacılık motorunun yanma odası, - tabanlı alaşım ve seramik kompozit yapı nikelden yapılmıştır. Bu, 200 derecesini yüksek sıcaklıklara karşı daha dirençli hale getirir.
BAREKAMP'nin yeniden kurulması: unselt - bağlı toz kasaba bağışları olabilir ve tekrar kullanılabilir. Kapalı bir - döngü tozu yönetim sistemi, bir şirketin malzeme atık oranını%5'in altına düşürmesine yardımcı oldu.
4. Kalite Güvenilirliği: Uzmanlığa dayalı şeyleri kontrol etmekten verileri kullanmaya kadar
3D baskı işlemi, kalitenin aynı kaldığından emin olmak için gerçek zamanlı olarak önemli faktörlere dikkat edebilir:
Erimiş havuzu izlemek: Yüksek - Hız kameraları ve kızılötesi sensörler, erimiş havuzun sıcaklığı ve boyutu hakkında gerçek zamanlı olarak verileri yakalar. Lazer gücü ve tarama hızı otomatik olarak ayarlanır. Boru hattı parçalarını yazdıran şirket, gözenekliliği%0.1 olarak tutar, bu da havacılık sınıfı parçaları için normdur.
Çevrimiçi algılama: Yazdırılırken nesnenin içinde kusurları bulabilen entegre ultrasonik kusur algılama modülü. Bu yöntem, belirli bir kimyasal boru hattının - yıkıcı test yeterlilik oranını% 92'den% 99.5'e yükseltmesine yardımcı olmuştur.
Aşağıdaki veriler: Her ürün, toz parti, yazdırma parametreleri ve - işleme teknolojileri de dahil olmak üzere tüm işlem verilerini izleyen kendi dijital kimlik kartını alır. Bu, ISO 13485 gibi yüksek sertifika standartlarını karşılar.
3, Kullanım Örneği: Birçok alanda yıkıcı uygulamalar
1. Enerji Sektörü: Yüksek - basınç boru hatlarının hafif devrimi
3D baskı ile yapılan bimetalik kompozit borular, normal dikişsiz çelik borulardan% 140MPA-30'a kadar daha fazla basınç - daha fazla işleyebilir. İçi boş yapı tasarımı ayrıca ağırlığı% 40 oranında azaltır ve sondaj platformlarındaki yükü azaltır. Belirli bir açık deniz petrol sahasında kullanıldıktan sonra, tek bir kuyunun günlük çıkışı%15 arttı ve koşma ve sürdürme maliyetleri%22 oranında düştü.
2. Kimya endüstrisi, korozyona karşı dirençli boru hatları yapar.
3D baskı, güçlü asitleri ve bazları işleyebilen Hastelloy C-276 boruları yapabilir. Bu borular, 316L paslanmaz çeliğe göre klorür iyonu korozyonuna 100 kat daha dirençlidir. Bu yöntem, belirli bir kimyasal şirketin boru hattını destekleyen reaktörün ömrünü 3 yıldan 15 yıla kadar uzatmasına yardımcı olmuştur ve%80 oranında kapatılması ve korunması gereken sayıdaki sayısını azaltır.
3. Tıp alanında, kesin ölçümlerle kişiselleştirilmiş boru hatları yapmak
3D - baskılı titanyum alaşım vasküler stent, 0.05 mm'den fazla iç çap hatası ile hastanın BT verilerine uyacak şekilde yapılabilir. Bu, düzenli stentlerle birlikte gelen "boyut uyuşmazlığı" problemini çözer. Klinik bir örnek, kişiselleştirilmiş stentlerin normal stentlerden% 67 daha düşük restenoz oranına sahip olduğunu göstermiştir. Hastaların 1 yıllık sağkalım yüzdesi de%98'e kadar çıktı.