Endüstriyel fırın ve kazan onarımında metal 3D baskının rolü nedir?

1. Karmaşık yapıların onarılması: geleneksel işçiliğin fiziksel kısıtlamalarının ötesine geçmek
Yüksek - Sıcaklık korozyonu, termal stres döngüsü veya mekanik aşınma, yanma odaları, ısı değişim tüpleri ve ızgaralar gibi endüstriyel fırınların ve kazanların ana kısımlarında yerel arızalara neden olabilir. Kaynak ve püskürtme, çalışma şekliyle kısıtlanan ve ince - duvarlı yapılar, iç akış kanalları veya eşit olmayan yüzeyler gibi karmaşık geometrilerde kullanımı zor olan geleneksel onarım yöntemleridir. Örneğin, kazan süper ısıtıcı başlığında çalışmak için 56 hassas buhar deliğine ihtiyaç duyar. Geleneksel kum dökümünde çekirdek konumlandırılmalıdır, ancak yüksek sıcaklıklardaki erimiş demir çekirdeği hareket ettirebilir, bu da delik pozisyonunun çok fazla hareket etmesine neden olur. Bundan sonra, çok paraya mal olan ve çok zaman alan el sondaj düzeltmesi gerekir.
- katman istifleme üretimi tarafından dijital modelleme ve katman - bu zorluğu metal 3D baskı teknolojisiyle tamamen çözdü. BORO döküm şirketi, İngiltere'deki Tyseley Steam Lokomotif Onarım Projesi'nde süper ısıtıcı başlığı için kalıbı 14 saatten 3,5 saate kadar bir araya getirmek için 3D kum baskı teknolojisini kullandı. Bu, harcamaların% 67'sini kurtardı. Ayrıca, ekstra bir çalışma yapmadan aynı anda 56 buhar deliği yapmak mümkün oldu. Bu durum, 3D baskının karmaşık çekirdekleri doğru bir şekilde yerleştirebileceğini, eski prosedürlerde çekirdek hareketten kaynaklanan kalite sorunlarından kurtulabileceğini ve hala güçten emin olurken topoloji optimizasyonu tasarımı kullanarak ağırlık taşımayan yerlerde enerji kullanımını% 30 azaltabileceğini göstermektedir.

2. Malzemelerin performansının özelleştirilmesi: Çok sert çalışma koşullarının onarım ihtiyaçlarını karşılama
Industrial furnaces and boilers work in very difficult conditions, and their parts have to be able to handle a lot of stress, like high temperatures (>1000 °C), high pressures (>10MPA), oksidasyon ve korozyon. Nikel - tabanlı ve kobalt - tabanlı alaşımlar, yüksek sıcaklıklarda stabil olan geleneksel onarım malzemelerinin örnekleridir. Bununla birlikte, aşınma direnci ve termal şok direnci gibi birçok nitelikleri arasında bir denge bulmak zordur. Metal 3D baskı, tozun yapma şeklini değiştirip işlem parametrelerini kontrol ederek malzemelerin özelliklerini kesin olarak özelleştirebilir.
Örneğin, uçak motoru türbin bıçaklarını sabitlerken, platin teknoloji şirketi tarafından yapılan IN718 nikel - tabanlı alaşım tozu, toz parçacık boyutu dağılımını (d 50=45 μ m) ve oksijen içeriğini kontrol ederek (<50ppm), along with selective laser melting (SLM) technology, achieves a persistent strength of ≥ 900MPa at a high temperature of 650 ℃, meeting the extreme working conditions requirements of aircraft engines. Xi'an Jiaotong University developed the WC Co hard alloy composite powder for use in boilers. It is printed on the cutting teeth of a tunnelling machine using laser selective sintering (SLS) technology. It has a hardness of HRC68, is three times more resistant to wear than traditional forged parts, and can last up to 12 months. This kind of material innovation shows that 3D printing may improve the composition and microstructure of materials in a specific way dependent on the specific working conditions of the area being repaired, like temperature gradient and stress distribution. This is called "on-demand repair."
3. Tüm Süreci Sayısallaştırma: Endüstrinin verimlilik modelini yeniden inşa etmek ve düzeltmek
Bir şeyleri düzeltmenin eski yolu, sorunu bulmak, yedek parça almak, işleme ve ısı işlemi gibi 10'dan fazla adım alır. Birkaç ay sürer ve insan deneyimine dayanır, bu da kalitede büyük değişikliklere yol açar. Metal 3D baskı teknolojisinin "Dijital İkiz+Akıllı Üretim" modu, onarım prosedürünü 72 saatin altına hızlandırır ve tüm süreci takip etmeyi mümkün kılar.
Onarım işlemi dört adıma ayrılabilir:
Akıllı Tespit: Hasta Ranger3 High - Hız 3D kamera, bileşenleri 0.02mm doğrulukla 46kHz kare hızında tarar. Çatlaklar ve aşınma gibi kusurların boyutunu ve yerini otomatik olarak bulur.
Ters Modelleme: Bulut verilerini, topoloji optimizasyon teknikleriyle birlikte değiştirilebilen CAD modellerine dönüştürmek için Geomagic Design X yazılımını kullanma, hala güçlüken daha az malzeme kullanmak;
Katkı üretimi: SLM veya elektron ışını eritme (EBM) teknolojisini kullanarak, onarım katmanları model dilimleme verilerine göre basılmıştır. Her katmanın kalınlığı, mikrometre - seviye boyut kontrolüne izin veren 20 ila 50 μm arasında düzenlenebilir.
Post - İşleme: Sıcak izostatik presleme (kalça) iç gözeneklerden kurtulur ve yoğunluğu%99.95'e yükseltir. Daha sonra, montaj doğruluğu standartlarını yerine getirmek için yüzey parlatma yapılır.
Rolls Royce bu tekniği uçak motorları için yedek parçaları düzeltmek için kullandığında, küresel envanter değerini 4,2 milyar dolardan 1.8 milyar dolara düşürdü ve müşterilerin uçaklarının 72 saatten 8 saate geri dönmesi için zamanını azalttı. Bu, havayolunu operasyonel maliyetlerle yılda 500 milyon dolardan fazla tasarruf etti.