هل أغلفة المعجبين الصناعيين وأجسام المضخة مناسبة للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد؟

一 ، القدرة على التكيف التقني: كيف يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية أن تتغلب على المشكلات التي تظهر في الإنتاج التقليدي
1. صب الأشكال المعقدة في وقت واحد
غالبًا ما يحتاج المشجعون وأغلفة المضخات إلى أشكال معقدة ، مثل Build - في قنوات التدفق ، وأحواض الحرارة ، وواجهات التثبيت. تحتاج التقنيات التقليدية إلى تصنيع وحدات تجميع ، ولكنالطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد(مثل تقنية ذوبان الليزر الانتقائية) يمكن أن توفر صبًا متكاملًا لقنوات التدفق الداخلي والقذائف الخارجية من خلال عملية طباعة واحدة. على سبيل المثال ، بعد طباعة ثلاثية الأبعاد ، تم دمج غلاف مضخة التبريد لمحطة توليد الطاقة النووية ، نظام قناة التدفق الذي كان يحتاج إلى 12 جزءًا في جزء واحد. هذا خفض الوزن بنسبة 40 ٪ ومقاومة السوائل بنسبة 15 ٪ ، كما تخلص من خطر تركيز الإجهاد الذي يأتي مع طرق اللحام التقليدية.
2. تحسين أداء المواد
يجب أن يكون الغلاف قادرًا على تحمل التآكل ودرجات الحرارة المرتفعة والكثير من الضغط في بيئة صناعية. قد تستخدم الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد مواد أداء عالية- بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ ، والنيكل - ، وسبائك التيتانيوم. كما يمكن أن تزيد من الأداء وتحسين الحبوب عن طريق التحكم في معلمات العملية. لا يزال بإمكان قوة الشد للأجزاء المطبوعة المصنوعة من Inconel 718 ، وهي سبيكة من النيكل - تحقيق 1000MPa عند درجة حرارة عالية تبلغ 650 درجة. هذا أعلى بكثير من 800 ميجا باسكال من المسبوكات التقليدية ، وهو ما تحتاجه البتروكيماويات ، وتوربينات الغاز ، وغيرها من القطاعات.
3. تحسين الوزن والطوبولوجيا
يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد القيام "على - تشكيل الطلب" بفضل برنامج تصميم الطوبولوجيا تحسين. على سبيل المثال ، يستخدم نوع واحد من غلاف المعجبين بنية شعرية لاحتلال المنطقة التي لا تحتاج إلى دعم الوزن. هذا يقطع الوزن بنسبة 35 ٪ مع الحفاظ على الصلابة. تساعد نمذجة ديناميات السوائل أيضًا على تحسين بنية قناة تبديد الحرارة ، مما يقلل من درجة حرارة العمل في الجهاز بنسبة 8 درجات وزيادة كفاءة الطاقة بنسبة 5 ٪.
4. التكرار السريع وجعل الأشياء لطلب
عادة ما يستغرق الأمر من 3 إلى 6 أشهر لصنع قالب ، لكن الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد يمكن أن تفعل ذلك في 48 إلى 72 ساعة فقط ، من التصميم إلى العينة. قامت شركة معينة تصنع المضخات والصمامات بقطع الوقت الذي تستغرقه لجعل قذيفة مضخة تحلية مياه البحر الجديدة من 90 يومًا إلى 21 يومًا باستخدام تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد. لقد تمكنوا أيضًا من تخصيص مواصفات جسم المضخة المختلفة بسرعة لتلبية احتياجات المنصات الخارجية والمواقف الأخرى.
2 ، تحليل حالة نموذجية: المسار العملي من المختبر إلى التصنيع
الحالة 1: خطوة كبيرة إلى الأمام في صنع أغلفة المضخة الرئيسية للطاقة النووية بدون قالب
تستخدم التكنولوجيا الإضافية الجنوبية الطباعة الثقيلة - الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لجعل غلاف المضخة الرئيسي لمحطة طاقة نووية تنتج مليون كيلووات من الكهرباء. تستغرق الطريقة القديمة لفعل الأشياء 180 طنًا من سبائك الصلب وتضعها في العديد من خطوات التزوير والمعالجة الحرارية ، والتي يمكن أن تستغرق ما يصل إلى ستة أشهر . 3 d ، من ناحية أخرى ، تصنع أجزاء 50 طن مباشرة مع آلة واحدة ، مما يقلل من وقت الدورة إلى 50 يومًا وزيادة استخدام المواد من 15 ٪ إلى 95 ٪. اجتازت الأجزاء المطبوعة اختبارات لقوة الشد ، وتأثير صلابة ، وغيرها من التدابير. كانت أفضل من المخبرات وتلبية مواصفات معدات السلامة النووية.
ثورة "التصنيع الذكي" لمضخات دفع السفن هي الحالة 2: أنشأ فريق جامعة هوازهونغ للعلوم والطريقة "طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد" ، مما يجعل غلاف طائرة مضخة كبيرة من خلال الجمع بين عمليات الصب المعدني وتزوير العمليات. هذه التكنولوجيا تتجاوز المشكلات التي تواجهها الطرق القياسية مع حجم المعدات. إنه يجعل المكونات أقوى بنسبة 30 ٪ ، مما يزيد من دقة الإنتاج من 0.5 مم إلى 0.1 مم ، ويتخلص من جميع العيوب مثل المسام والشقوق. في الوقت الحالي ، تم استخدام التقنيات ذات الصلة على حاملات الطائرات المحلية ، وناقلات الغاز الطبيعي المسال ، وغيرها من المعدات الوطنية الرئيسية.
الحالة 3: "التخصيص السريع" لمضخات حفر الزيت
تحتاج Master Drilling ، وهي شركة جنوب إفريقيا التي تصنع معدات التعدين ، إلى إصلاح معدات الترس الكوكبية بسرعة على منصة الحفر. ستستغرق تقنية الصب القياسية ثلاثة أشهر لتقديمها. مع نظام طباعة Studio ثلاثي الأبعاد في استوديو سطح المكتب ، يمكن إجراء طباعة التروس ، والطباعة ، والتلبيس ، والمعالجة الحرارية للتروس في غضون ثلاثة أسابيع فقط باستخدام تقنية مسحوق المعادن التي ترش الغراء. تصل صلابة سطح الترس إلى 64 HRC بعد نيترينج البلازما ، وهو أمر أصعب بكثير من 45 HRC من الأجزاء المزورة بالطريقة المعتادة. انخفضت التكلفة بنسبة 60 ٪ وينخفض ​​وقت التسليم بنسبة 80 ٪ في نفس الوقت.
3 ، الاتجاهات والمشاكل في الصناعة: من التحقق من التحقق من التكنولوجيا إلى استخدامها على نطاق واسع
1. نمو نظام المواد
في الوقت الحالي ، تشمل مواد الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد مواد صناعية شائعة بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ ، وسبائك الألومنيوم ، وسبائك التيتانيوم ، وسبائك النيكل - ، وأكثر من ذلك. إنها تضيف ببطء مواد جديدة مثل السبائك العالية- وسبائك غير متبلورة. على سبيل المثال ، أنشأت شركة سبيكة إنتروبيا عالية- للطباعة ثلاثية الأبعاد التي تقاوم 200 ٪ من الأكسدة عند درجة حرارة عالية تبلغ 600 درجة من سبائك النيكل القياسية -. يمكن استخدام هذه السبائك في ظروف قاسية للغاية ، مثل أقراص التوربينات في محركات الطيران.
2. خطوة كبيرة إلى الأمام في تقنية طباعة المواد المتعددة-
الانتقال التدرج أو الطباعة المركبة للمواد المعدنية متعددة ممكنة مع تقنية ترسب الطاقة الموجه (DED). فوهة الصواريخ ، على سبيل المثال ، تحتوي على قناة تبريد من الألومنيوم البرونزية وطبقة مقاومة لـ Inconel 625-. يتم تعزيز الموصلية الحرارية بنسبة 40 ٪ وتصل قوة المادة إلى 1200 ميجا باسكال ، والتي تلبي احتياجات الحماية الحرارية للمركبة الفضائية. يتم ذلك عن طريق طباعة الطبقات وتسخين المواد.
3. جعل نظام مراقبة الجودة أكثر اتساقًا وأفضل
إن الجودة التتبع ، ومراقبة العمليات ، و - طرق الاختبار المدمرة للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية أصبحت أفضل وأفضل بفضل ظهور معايير مثل API 20T و ISO/ASTM 52900. يمكن لهذا النظام أيضًا تحسين دقة التعرف على العيوب إلى 99.5 ٪ ، مما يضمن الجودة لإنتاج مقياس كبير-.
4. أسعار أكثر تنافسية
انخفضت تكلفة شراء طابعات ثلاثية الأبعاد المعدنية بأكثر من 50 ٪ منذ أن بدأت شركة Bolite و Huashu High Tech في صنعها في الولايات المتحدة. في الوقت نفسه ، يمكن أن يؤدي تحسين عملية إعادة تدوير المسحوق (على سبيل المثال ، عن طريق استخدام نظام تداول الغاز الخامل) إلى خفض تكاليف المواد بنسبة 30 ٪. عندما يكون حجم الدُفعة أكثر من 500 قطعة ، فإن التكلفة الإجمالية للطباعة ثلاثية الأبعاد ، أغلفة جسم المضخة الصغيرة المعقدة هي نفسها مثل الأساليب التقليدية ، وفقًا للحسابات.