Можно ли использовать металлическую 3D -печать для восстановления деталей промышленного оборудования?

1. Технологический прорыв: прыжок от «ремонта» на «перерождение»
Основным преимуществом металлической 3D -печати является то, что он может с большой точностью исправлять сложные геометрические конструкции. Например, стандартное восстановление лезвий турбин авиационного двигателя требует ручной сварки, чтобы исправить повреждение термического барьерного слоя. Эта процедура может легко вызвать концентрацию теплового напряжения, а отремонтированное лезвие может длиться всего 60% до тех пор, пока оригинальная конструкция. Platinum Technology Co., Ltd. использует технологию селективного лазерного плавления (SLM) для успешной печати и исправления ведущих охлаждающих отверстий пленки турбин путем изменения интенсивности лазера и сканирования. Ремонтированные лезвия прошли через 2000 термические циклы при высокой температуре 1150 градусов без каких -либо трещин или очистки покрытия. По сравнению с предыдущими процедурами срок службы был на 40% дольше, а цикл ремонта был сокращен с 30 дней до 72 часов.
Чтобы решить проблему усталостных трещин в основных частях High - Скоровых рельсов, CRRC разработала технологию восстановления на основе плавления электронного луча (EBM). Структура прочности градиента напечатана на участке трещин путем получения точной цифровой модели области трещины посредством 3D -сканирования и объединения с дизайном оптимизации топологии. Это придает зоне ремонта усталостную прочность на 92% базового материала, в то время как традиционное сварное ремонт может восстановить только 75%. Этот метод был использован для исправления CR400AF High - Speed ​​Train Fogies в партиях, снижая стоимость устранения одного на 65% и экономит более 200 миллионов юаней в год при техническом обслуживании.
2. Новые материалы: переход от «сингла» к «множеству»
Смесь металлической 3D -печати работать с различными материалами является важной причиной, почему ее можно использовать при восстановлении. Для различных операционных контекстов промышленных механизмов, исследований и разработчиков создали ряд специализированных сплавных порошков:
Система сплавов для высоких температур: GE Aviation сделала In718 Nickel - порошок сплава на основе сплавных камер сгорания двигателей. Прочность на печатные детали на 650 градусов на 650 градусов больше или равна 900 МПа, что соответствует высоким требованиям к условиям эксплуатации авиационных двигателей. Это возможно, потому что распределение размеров частиц порошковой части (d 50=45 мкм) и концентрация кислорода (<50ppm) are controlled.
Система материалов, которые не изнашиваются: WC Co Co Hard Alloy Composite Powder был изготовлен Университетом Xi'an Jiaotong для использования в изношенных деталях для горных машин. Подрезанные зубы туннельной машины, изготовленной с использованием технологии лазерного селективного спекания (SLS), в три раза больше износа - устойчивы, чем обычные кованые детали, и имеют твердость HRC68. Срок службы сейчас 12 месяцев.
Легкая материальная система: BMW Group использует порошок титанового сплава Ti-6AL-4V, чтобы снова сделать корпус двигателя для электромобиля IX3. Оптимизируя топологию дизайна, вес корпуса сокращается на 35%, а эффективность рассеивания тепла улучшается на 22%. Это приводит к плотности моторной мощности 6,8 кВт/кг, которая является самым высоким в отрасли.
3. Интеграция процесса: переход от «единой точки» к «полной цепи»
Современная металлическая 3D -печать и восстановление создали полную техническую цепочку, которая включает в себя «Обработка для печати моделирования обнаружения -».
Интеллектуальная система обнаружения: модуль Siemens Industrial Software NX AM может объединять данные из лазерных сканеров и ультразвукового обнаружения недостатка, автоматически создавать 3D -модели областей разлома и достигать точности обнаружения 0,02 мм, что в 10 раз точнее измерения вручную.
Процесс адаптивной печати: Platinum BLT - S800 имеет многоуровневую систему совместной работы с-, которая может изменить мощность и скорость лазеров, зависящих от формы элементов. При печати определенного вида направляющей газовой турбины система автоматически находит тонкую площадь стенки ({4}} (толщина<1mm) and lowers the laser power from 300W to 200W. It also speeds up the scanning from 1000mm/s to 1500mm/s to keep the thin-walled area from changing shape by more than 0.05mm.
Цифровая пост - Обработка: горячая изостатическая нажатия Airbus (HIP) Post - Метод обработки может сделать SLM -печатные компоненты более плохими, переходя от 99,2% до 99,95%, что избавляется от ошибок во внутренних пор. По сравнению с необработанными частями, усталостная срок службы на шасси A350XWB стойки, которые были обработаны бедром, в пять раз длиннее и на 98% дольше, чем поддельные детали.
4. Экономический анализ: переход от «высокой стоимости» на «масштаб»
По мере того, как скорость локализации оборудования увеличивается, а стоимость материалов снижается, восстановление 3D -печати металла стало более экономически жизнеспособным и получило преимущество над своими конкурентами.
Оптимизация структуры затрат: проект восстановления для определенного блока цилиндров автомобильного двигателя показывает, что стоимость одной части, сделанной с помощью традиционного процесса ковки и обработки, составляет 1200 юаней, тогда как стоимость одной части, сделанной с процессом печати SLM, составляет 850 юаней. Стоимость порошковых материалов снизилась с 60% до 45%, в то время как стоимость амортизации оборудования и использование энергии снизилась с 25% до 18%.
Снижение затрат на инвентарь: Rolls Royce строит 3D - напечатанный цифровой склад для авиационных запасных частей, сокращая стоимость глобального запаса с 4,2 млрд. Долл. США до 1,8 млрд. Долл. США и сокращая время, когда самолеты клиентов находятся вне службы (AOG) с 72 часов до 8 часов. Это экономит авиакомпании более 500 миллионов долларов в год в эксплуатационных расходах.
Влияние масштаба на производство: платиновое оборудование BLT - W Arc Addtive Manufacturing (WAAM) может создавать авиационные структурные детали диаметром 2,5 метра, которые все отлиты. Время, необходимое для печати, на 80% меньше, чем с типичным Multi - Производство процесса, а скорость использования материалов переходит с 35% до 92%. Это позволяет массово производить огромные структурные компоненты, которые были восстановлены.