ما هو دور الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في تمديد عمر المعدات؟

1 ، الابتكار الهيكلي: تجاوز حدود التصميم التقليدي
تحد طرق المعالجة من تصميم أجزاء المعدات التقليدية ، وغالبًا ما يتعين عليها الاختيار بين صنع الهياكل المعقدة وجعلها أسهل في صنعها. تتيح ميزة "طبقة الطبقة حسب الطبقة" الخاصة بالطباعة ثلاثية الأبعاد للمصممين الالتفاف على حدود التصنيع التقليدي الطرفي وإنشاء تصميمات جديدة خفيفة الوزن ، وتتبع شكل نظام التبريد ، وتستمر لفترة أطول.
تحسين الطوبولوجيا: استخدام "توزيع دقيق" للمواد لمكافحة التعب
في الفضاء ، غالبًا ما تنكسر شفرات المحرك لأنها متعبة للغاية. يستخدم البلاتين لايت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية لصنع الشفرات كهياكل شعرية داخلية. هذا يقلل من كمية المواد المستخدمة بنسبة 30 ٪ مع الحفاظ على القوة. هذا التصميم "Hollow Out" يجعل توزيع الإجهاد أكثر من ضعف حياة التعب. بنفس الطريقة ، غيرت شركة معينة من أعمال السيارات مقعد ربيع صمام المحرك إلى هيكل- المحسّن. خلال اختبار المتانة 100000 كيلومتر ، لم تكن هناك تشققات ، على الرغم من أن الأجزاء المزورة القياسية أظهرت الكثير من التآكل عند 80،000 كيلومتر.
الشكل - التبريد المعتمد: استخدام "التحكم الدقيق في درجة الحرارة" لتأجيل التعب الحراري
يعد التعب الحراري سببًا رئيسيًا لعدم أن يموت قوالب الصب - لا تدوم طالما استطاعت. معظم قنوات التبريد في القوالب التقليدية مستقيمة ، مما يجعل من الصعب تغطية المناطق الساخنة للغاية. توظف تقنية البلاتين طباعة ثلاثية الأبعاد لجعل قنوات التبريد ذات الشكل الحلزوني- داخل سبيكة الألمنيوم - قوالب الصب. هذا يتيح لسائل التبريد لمس سطح تجويف القالب مباشرة. توضح بيانات الاختبار أن سعة تذبذب درجة حرارة القالب المحسنة قد انخفضت من 80 درجة إلى 20 درجة ، فإن الفترة بين تشققات التعب الحرارية قد ارتفعت بنسبة ثلاث مرات ، وارتفعت عمر الخدمة من 20،000 مرة إلى أكثر من 50000 مرة. في التصنيع العالمي- ، استمرت إدراج العفن المطبوع من Broadcom Precision.
تصميم خفيف الوزن: قطع الحمل الميكانيكي عن طريق "تقليل الوزن وتحسين الكفاءة"
في عالم الروبوتات الصناعية ، يكون لوزن الأجزاء المشتركة تأثير مباشر على الحمل المحرك ومدى نجاح علبة التروس. قام Bolite بتصنيع 3D - مفصل ذراع روبوتية مطبوع لعمل محدد يقطع الوزن بنسبة 40 ٪ ويجعله أكثر صلابة بنسبة 15 ٪ باستخدام بنية قرص العسل الداخلية. تظهر بيانات العالم - أن معدل ارتداء المفصل المحسّن قد انخفض بنسبة 60 ٪ وأن دورة الصيانة قد ارتفعت من 3 أشهر إلى 9 أشهر.
2 ، ترقية المواد: تغيير "التكيف العالمي" إلى "تخصيص الأداء"
لا تتغير الطباعة ثلاثية الأبعاد فقط من كيفية تصميم الأشياء ، ولكنها تفتح أيضًا طرقًا جديدة لجعل الأمور تدوم لفترة أطول باستخدام مواد جديدة . 3 d جعلت تقنية الطباعة من الممكن أن تكون "على - تخصيص تخصيص" خصائص المواد "، من أبلويات عالية- إلى مواد مركبة إلى Gradient Deliverations.
سبائك مع الكثير من الانتروبيا: تحسين مقاومة التآكل من خلال "multi - element synergy"
السبب الرئيسي وراء عدم استمرار المعدات في هندسة المحيطات لفترة طويلة لأنه يصدأ. جعلت الأكاديمية الصينية للعلوم سبيكة الانتروبيا عالية الدقة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يتأكد من انتشار التكوين بالتساوي. في محلول NaCl 3.5 ٪ ، تم تآكله فقط بمعدل 1/5 من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L النموذجي. بعد خمس سنوات من الاستخدام ، كان عمق التآكل السطحي لهذه المادة على مقعد المحمل أقل من 0.1 مم ، في حين أن المواد النموذجية قد أظهرت بالفعل تآكل. وقد تم ذلك من قبل شركة طاقة الرياح البحرية.
مواد التدرج: استخدام "تقسيم وظيفي" للتعامل مع مواقف العمل الصعبة
Turbine discs in aircraft engines need to be able to handle both high temperatures (>600 °C) and high pressures (>300MPA) في نفس الوقت. المواد الفردية التقليدية ليست جيدة بما يكفي لهذا. توظف تقنية البلاتين طباعة ثلاثية الأبعاد لوضع طلاء Nicraly على الجزء الخارجي من قرص التوربينات. يتكون الداخلية من Ti6Al4v ، مما يجعل بنية التدرج "صعبة في الخارج وصعبة من الداخل". أظهرت الاختبارات أن قرص التوربينات المحسّن لم يقشر خلال اختبار دورة درجات الحرارة العالية 1000-. الطلاء التقليدي ، من ناحية أخرى ، فشل بعد 500 ساعة.
تعديل النانو: "تقوية الدقيقة" لجعل الحد الأقصى للتعب أعلى
يعد كسر السقالات العظمية لسبائك التيتانيوم خطرًا سريريًا في عالم التقنيات الطبية. استخدم فريق الجامعة الشمال الغربي للطباعة التقليدية تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإضافة جزيئات TIC الصغيرة بنسبة 0.5 ٪ إلى مصفوفة TI6AL4V. هذا رفع الحد من التعب من السقالة من 450MPa إلى 620MPa. أظهرت البيانات من المتابعة - أن الدعامات المفصل الورك المصنعة من هذه المادة لم تنكسر بعد 8 سنوات من الاستخدام. في المقابل ، كان معدل الكسر لدايات المواد القياسية بعد 5 سنوات 12 ٪.
3 ، من "الإصلاح وإعادة التصنيع" إلى "إدارة دورة الحياة الكاملة" ، تحسين العملية
الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ليست مفيدة فقط لإنشاء أجزاء جديدة ، ولكنها أيضًا مهمة جدًا للحفاظ على المعدات وإعادة تصنيعها وترقية المعدات. يمكن للشركات إدارة عمر أجهزتها ديناميكيًا من خلال طريقة حلقة- المغلقة لـ "تحسين اكتشاف الطباعة".
إعادة التصنيع: تغيير شكل أجزاء الخردة
يستخدم Zhongke Quantum Laser الطباعة ثلاثية الأبعاد لإعادة تشكيل لوحات النحاس البلورية. يقومون بإصلاح الطبقة البالية على سطح لوحات النحاس القديمة بواسطة الكسوة بالليزر. تشير بيانات الاختبار إلى أن لوحة النحاس التي تم إصلاحها تستمر لفترة أطول من 1 إلى 7 مرات ، والتي يمكن أن توفر شركات الصلب أكثر من 50 ٪ من خسائرها في وضع الاستعداد وتقلل من تكلفة صنع الصلب بنسبة 3 ٪. هذا الإجراء أفضل أيضًا للبيئة لأنه لا يلوث الهواء بالمعادن الثقيلة مثل الطلاء الكهربائي العادي. يناسب اتجاه التصنيع الأخضر.
الإصلاح الذكي والمراقبة عبر الإنترنت
تستخدم شركة طيران معينة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وإنترنت الأشياء لوضع أجهزة استشعار درجة الحرارة والإجهاد على شفرات المحرك. إذا لم تكن بيانات المراقبة طبيعية ، فإن النظام يخطط لخطة إصلاح من تلقاء نفسه ويستخدم معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتنقلة لإصلاح الشفرات في حظيرة. تجعل هذه الطريقة أجنحة المحرك تدوم بنسبة 30 ٪ وتخفيض نفقات الصيانة بنسبة 40 ٪ كل عام.
تحسين تكلفة دورة الحياة كلها
على سبيل المثال ، يستمر علبة تروس طاقة الرياح لمدة 15 عامًا وتكلف مليوني يوان ، بالطريقة التقليدية. باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تمت زيادة العمر إلى 25 عامًا ، وتم تخفيض LCC إلى 1.6 مليون يوان من خلال تحسين الطوبولوجيا ، والتحسينات المادية ، والمراقبة الذكية. يضيف تحسين التصميم 30 ٪ إلى تحسين العمر ، ويضيف ترقية المواد 40 ٪ ، ويضيف المراقبة الذكية 30 ٪.