Как можно применять металлическую 3D -печать для производства компонентов гидравлической системы?

1. Технологический прорыв: от «невозможного» до «высокой точности»
Когда дело доходит до создания гидравлических деталей, самая сложная часть - это проектирование внутренних каналов потока. Чтобы присоединиться к каналам, традиционные методы должны пересечь - тренировка, но из -за линейных пределов механической обработки легко генерируются прямые углы, где встречаются каналы. Это вызывает турбулентность жидкости, потерю давления и утечки.Металлическая 3D -печатьТехника полностью преодолевает этот физический барьер, укладывая материалы друг на друга:
Проектирование канала потока для оптимизации
Aidro Hydraulics, итальянский бизнес, использует технологию селективного лазерного плавления (SLM), чтобы сделать внутренний канал потока блока гидравлического клапана в изогнутую форму с округлыми углами. Это избавляется от слепых пятен, вызванных более старыми методами. Это изменение сокращает сопротивление жидкости на 40% и потерю давления на 25%, а также останавливает грязь от наращивания и вызывания отказа уплотнения. Например, его 3D - Печатный клапан из нержавеющей стали сокращает объем на 60% по сравнению со стандартными конструкциями при регулировании одного цилиндра действия и веса от 30 килограммов до 5 килограммов, что значительно увеличивает эксплуатационную гибкость.
Большой шаг вперед в том, как работают материалы
Металлическая 3D -печать позволила использовать High - материалы для производительности, такие как титановые сплавы, Nickel - на основе High - температурных сплавов и мартенситных сталей в промышленности. Немецкая группа Liebherr создала 3D - печатную гидравлическую часть сплава титана для Airbus A380, которая на 35% легче и имеет растягивающую прочность на 980 МПа, а усталостный срок службы - более 12 миллионов испытательных циклов. Кроме того, путем улучшения процесса термической обработки плотность 3D -печатных частей может достигать 99,5%, что почти так же высока, как и у кованых частей и достаточно сильна, чтобы работать в гидравлических системах, которые работают при высоких давлениях (более 250 бар).
Печать с более чем одним типом материала
Новая технология 3D -печати с жидким металлом позволяет комбинировать гидравлические детали таким образом, чтобы они работали. Например, вы можете сделать гидравлические тела клапана со встроенными - в датчиках, которые могут контролировать давление и температуру жидкости в реальном времени с помощью композитной печати низкой - плавления - точки Gallium - на основе аллеев и нержавеющей стали. Это дает интеллектуальную поддержку данных гидравлических систем.
2. Изменение способов обстоятельств: от «длинного цикла» к «быстрой итерации»
Для проектирования, отливки, машины, сборки и проверки типичных гидравлических деталей может потребоваться от 6 до 12 месяцев. Металлическая 3D -печать делает «дизайн как производство» возможным, комбинируя цифровой дизайн и аддитивное производство таким образом, что делает разработку быстрее.
Оптимизация легкого веса и топологии
Благодаря оптимизации топологии, Университет Пенсильвании объединяет 17 частей в одну структуру с использованием гидравлических коллекторов 3D -печати, изготовленных из сплава Inconel 718. Это сокращает вес на 70%. Тем не менее, ошибка точности внутреннего канала потока сохраняется в пределах ± 0,05 мм с использованием проверки CT -сканирования, и она проходит тест на давление 250 бара.
Маленькая партийная экономика
3D -печать на 60% дешевле, чем традиционные методы изготовления индивидуальных гидравлических деталей. Aidro использовал 3D -печать, чтобы сделать алюминиевый сплав интегрированным коллектором для сельскохозяйственного механизма, который на 50% меньше и на 75% легче. Стоимость каждого предмета выросла всего на 15%, и не было никаких платежей для открытия плесени. Эта техника «на - спрос» сокращает время, необходимое для доставки гидравлических деталей от месяцев до дней.
Интеграция функций
Мощность доминирующей жидкости в США изменила 3D -печатный сервопривод, чтобы объединить 20 частей в 3. Это сокращает объем на 25%, а вес на 15%. В то же время номинальная скорость потока вырос на 25%, а количество утечки снижается на 20% благодаря внутренней оптимизации канала. Корпус клапана имеет электронный контроллер и гидравлический привод, который вместе производит электромеханическую гидравлическую интегрированную единицу. Это облегчает собрание и позаботиться о системе.
3. Использование в отрасли: от «лаборатории» до «масштабирования»
Процесс превращения металлической 3D -печати более коммерческой в ​​гидравлической области ускоряется. Например, в поле аэрокосмической промышленности Airbus и Liebherr работают вместе, чтобы использовать гидравлические детали с сплава титана с 3D -печати в системе шасси A380, что делает его на 3% более эффективным. Comac C919 имеет платиновые гидравлические трубопроводы Platinum Lite, которые проходят тестирование на летной годности и имеют усталостную силу 92% подделанных частей благодаря технологии уточнения зерна.
автомобильная промышленность
3d - Перистоны титановых сплавов из гоночного автомобиля Porsche 911 GT2 RS были оптимизированы с помощью внутренних каналов охлаждения для повышения мощности двигателя на 30 лошадиных сил. Кроме того, 3D -печатные детали для системы гидравлической подвески заставляют автомобильное шасси реагировать на 40% быстрее, что необходимо для того, чтобы автономное вождение для работы хорошо.
Тяжелая и энергетическая промышленность
Zoomlion использовал 3D - печатные гидравлические блоки клапана на кранах, которые могут поднять 3000 тонн. Это сделало насосные станции на 18% более эффективным и снижает потребление энергии на 15% путем оптимизации каналов. В индустрии атомной энергетики гидравлические фитинги с 3D -печатными металлами прошли 100 000 тестов при высоком давлении, что является четвертым - генеральным ядерным реакторами в суровых условиях.
4. Задача и будущее: от «технологического прорыва» до «экологической реконструкции»
Металлическая 3D -печать имеет большой потенциал в гидравлической промышленности, но у нее все еще есть определенные проблемы, когда речь идет о использовании в широком масштабе:
Создание материалов и процессов одинаково
Прямо сейчас данные о производительности для 3D -печатных гидравлических частей повсюду, и для них нет единой стандартной системы. Например, коррозионная стойкость из нержавеющей стали 316L, изготовленная с использованием метода SLM, может измениться на целых 20% из -за различий в размере частиц порошка и методики сканирования. Чтобы помочь с дизайном, необходимо настроить отраслевую базу данных.
Технология для Post - Обработка и обнаружение
Трехмерные печатные части обычно имеют шероховатость поверхности (значение RA) 6 Toen μ M, которые необходимо снизить до менее чем 0,8 мкм с использованием электролитической полировки или микрочищения, чтобы соответствовать стандартам гидравлического уплотнения. Кроме того, высокая стоимость промышленного компьютерного сканирования (более 5000 юаней для одной проверки) затрудняет поддержание высокого качества в крупном производстве.
Работая вместе, чтобы придумать новые идеи в промышленной цепи
Гидравлический сектор должен создать сеть поставщиков 3D -печатного оборудования, поставщиков материалов и разработчиков программного обеспечения. Например, Aidro работал с немецким бизнесом EOS, чтобы создать специализированное программное обеспечение для проектирования гидравлических компонентов, которое добавляет алгоритмы оптимизации каналов потока в системы CAD. Это сокращает время дизайна на 70%.