Bagaimana pencetakan 3D logam dapat diterapkan pada pembuatan komponen sistem hidrolik?

1. Sebuah terobosan teknologi: dari "tidak mungkin" hingga "presisi tinggi"
Ketika datang untuk membuat bagian hidrolik, bagian tersulit adalah merancang saluran aliran internal. Untuk bergabung dengan saluran, metode tradisional perlu melintasi bor -, tetapi karena batas linier pemrosesan mekanis, sudut kanan akut dengan mudah dihasilkan di mana saluran bertemu. Ini menyebabkan turbulensi cairan, kehilangan tekanan, dan kebocoran.Pencetakan 3D logamTeknik sepenuhnya melupakan penghalang fisik ini dengan menumpuk bahan di atas satu sama lain:
Merancang saluran aliran untuk optimasi
Aidro Hydraulics, sebuah bisnis Italia, menggunakan teknologi selektif laser laser (SLM) untuk membuat saluran aliran internal blok katup hidrolik menjadi bentuk melengkung dengan sudut bulat. Ini menghilangkan bintik -bintik buta yang disebabkan oleh metode yang lebih lama. Perubahan ini memotong resistensi cairan sebesar 40% dan kehilangan tekanan sebesar 25%, dan juga menghentikan kotoran dari menumpuk dan menyebabkan kegagalan segel. Misalnya, 3D - blok katup stainless steel dicetak memotong volume sebesar 60% dibandingkan dengan desain standar ketika mengatur satu silinder aksi tunggal dan bobot dari 30 kilogram menjadi 5 kilogram, yang sangat meningkatkan fleksibilitas operasi.
Langkah besar ke depan dalam cara kerja material
Pencetakan 3D logam telah memungkinkan untuk menggunakan bahan kinerja tinggi - seperti paduan titanium, nikel - berbasis - paduan suhu, dan baja martensit dalam industri. Grup Liebherr Jerman menciptakan bagian hidrolik spoiler alloy 3D - yang dicetak untuk 35% lebih ringan dan memiliki kekuatan tarik 980MPa dan kehidupan kelelahan lebih dari 12 juta siklus tes. Juga, dengan meningkatkan proses perlakuan panas, kepadatan bagian cetak 3D dapat mencapai 99,5%, yang hampir setinggi bagian yang ditempa dan cukup kuat untuk bekerja dalam sistem hidrolik yang bekerja pada tekanan tinggi (lebih dari 250 bar).
Mencetak dengan lebih dari satu jenis bahan
Teknologi pencetakan 3D logam cair baru memungkinkan untuk menggabungkan bagian hidrolik dengan cara yang berfungsi. Misalnya, Anda dapat membuat tubuh katup hidrolik dengan buatan - dalam sensor yang dapat memantau tekanan dan suhu fluida secara real time dengan mencetak komposit rendah - melelehkan - point gallium - paduan berbasis dan stainless steel. Ini memberikan dukungan data sistem hidrolik yang cerdas.
2. Mengubah cara dibuat: dari "siklus panjang" menjadi "iterasi cepat"
Diperlukan waktu 6 hingga 12 bulan untuk merancang, menggunakan, mesin, merakit, dan menguji bagian hidrolik yang khas. Pencetakan 3D logam membuat "desain as manufacture" mungkin dengan menggabungkan desain digital dan manufaktur aditif dengan cara yang membuat pengembangan lebih cepat.
Optimalisasi ringan dan topologi
Melalui optimasi topologi, University of Pennsylvania menggabungkan 17 bagian menjadi satu struktur menggunakan manifold hidrolik cetak 3D yang terbuat dari paduan Inconel 718. Ini memotong berat sebesar 70%. Namun, kesalahan akurasi saluran aliran internal disimpan dalam ± 0,05mm menggunakan verifikasi CT scanning, dan melewati uji tekanan 250bar.
Ekonomi Batch Kecil
Pencetakan 3D 60% lebih murah daripada metode tradisional untuk membuat bagian hidrolik khusus. AIDRO menggunakan pencetakan 3D untuk membuat manifold terintegrasi paduan aluminium untuk mesin pertanian yang 50% lebih kecil dan 75% lebih ringan. Biaya setiap item naik hanya 15%, dan tidak ada biaya pembukaan cetakan. Teknik "on - pabrikan ini" On - ini memangkas waktu yang diperlukan untuk memberikan suku cadang hidrolik dari bulan ke hari.
Integrasi fungsi
Daya cairan domin di AS mengubah katup servo cetak 3D untuk menggabungkan 20 bagian menjadi 3. Potong volume ini sebesar 25% dan berat sebesar 15%. Pada saat yang sama, laju aliran pengenal naik 25% dan jumlah kebocoran turun 20% berkat optimasi saluran internal. Badan katup memiliki pengontrol elektronik dan aktuator hidrolik, yang bersama -sama membuat unit terintegrasi hidrolik elektromekanis. Ini membuatnya lebih mudah untuk disatukan dan menjaga sistem.
3. Penggunaan di Industri: Dari "Laboratorium" hingga "Skala"
Proses membuat pencetakan 3D logam lebih komersial di area hidrolik mempercepat. Misalnya, di bidang kedirgantaraan, Airbus dan Liebherr bekerja bersama untuk menggunakan bagian hidrolik paduan titanium cetak 3D dalam sistem roda pendaratan A380, yang membuatnya 3% lebih hemat bahan bakar. COMAC C919 memiliki sambungan pipa hidrolik paduan 3D yang dicetak 3D yang lulus pengujian kelaikan udara dan memiliki kekuatan kelelahan 92% bagian palsu berkat teknologi penyempurnaan biji -bijian.
industri mobil
3D - piston paduan titanium dicetak dari kendaraan balap Porsche 911 GT2 RS telah dioptimalkan dengan saluran pendingin internal untuk meningkatkan tenaga mesin dengan 30 tenaga kuda. Juga, bagian cetak 3D untuk sistem suspensi hidrolik membuat sasis mobil merespons 40% lebih cepat, yang diperlukan untuk mengemudi otonom agar berfungsi dengan baik.
Industri Berat dan Energi
Zoomlion telah menggunakan 3D - blok katup hidrolik dicetak pada crane yang dapat mengangkat 3000 ton. Ini telah membuat stasiun pompa 18% lebih efisien dan memotong penggunaan energi sebesar 15% dengan mengoptimalkan saluran. Dalam industri tenaga nuklir, perlengkapan hidrolik logam tantalum dicetak 3D telah melewati 100.000 tes pada tekanan tinggi, yang perlu diempat - reaktor nuklir pembangkit yang perlu dilakukan dalam kondisi keras.
4. Tantangan dan Masa Depan: Dari "Terobosan Teknologi" hingga "Rekonstruksi Ekologis"
Pencetakan 3D logam memiliki banyak potensi dalam industri hidrolik, tetapi masih memiliki masalah tertentu ketika menggunakannya dalam skala luas:
Membuat bahan dan proses yang sama
Saat ini, data kinerja untuk bagian hidrolik cetak 3D ada di mana -mana dan tidak ada sistem standar tunggal untuk itu. Misalnya, ketahanan korosi baja stainless 316L yang dibuat menggunakan metode SLM dapat berubah sebanyak 20% karena varian dalam ukuran partikel bubuk dan teknik pemindaian. Untuk membantu desain, basis data industri perlu diatur.
Teknologi untuk POST - Pemrosesan dan Deteksi
Bagian cetak 3D biasanya memiliki kekasaran permukaan (nilai RA) dari 6 kandung μ m, yang perlu diturunkan menjadi kurang dari 0,8 μ m menggunakan pemolesan elektrolitik atau penggilingan mikro untuk memenuhi standar penyegelan hidrolik. Juga, tingginya biaya pemindaian CT industri (lebih dari 5000 yuan untuk satu inspeksi) membuatnya sulit untuk menjaga kualitas tinggi di manufaktur besar.
Bekerja bersama untuk menghasilkan ide -ide baru di rantai industri
Sektor hidrolik perlu membuat jaringan vendor peralatan pencetakan 3D, pemasok material, dan pengembang perangkat lunak. Misalnya, AIDRO bekerja dengan EOS bisnis Jerman untuk membuat perangkat lunak desain komponen hidrolik khusus yang menambahkan algoritma optimasi saluran aliran ke sistem CAD. Ini memotong waktu desain sebesar 70%.