ما هي التغييرات التي يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد أن تجلب أجهزة الميكاترونيك؟

一 ، الاختراق التكنولوجي: التحول من "الحرية الهندسية" إلى "التكامل الوظيفي" في التصنيع
1. "إضراب الحد من الأبعاد" في بناء الهياكل المعقدة
في أجهزة mechatronics التقليدية ، غالبًا ما يتعين على الأجزاء الأساسية مثل شفرات التوربينات ومفاصل الروبوت ومجموعات التروس الصغيرة استخدام لحام منفصل أو تصميم أبسط لأنه من الصعب معالجة قنوات التدفق الداخلية أو هياكل الشبكة أو أشكال تحسين الطوبولوجيا. هذا يجعل الأجهزة أقل موثوقية وأقل كفاءة . 3 d يمكن أن تجعل تقنية الطباعة المعادن للمعادن جعل الأشكال الهندسية مباشرة ، والتي لا يمكن أن تفعل الأساليب القديمة. هذا ممكن مع ذوبان انتقائي بالليزر (SLM) وذوبان شعاع الإلكترون (EBM). على سبيل المثال ، يتم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لجعل شفرات التوربينات من محركات الطائرات مع - في قنوات التبريد. هذا يجعل عملية الاحتراق أكثر كفاءة بنسبة 15 ٪ وخفض الوزن بنسبة 30 ٪. يؤدي تحسين طوبولوجيا هيكل الشبكة إلى خفض وزن مفاصل الروبوت الصناعية بنسبة 40 ٪ مع الحفاظ على قوتها ، مما يحسن إلى حد كبير مرونتها وكفاءتها في الطاقة.
2. تغيير وظيفة المواد المتعددة -
تاريخياً ، تم تقييد الطلبات المتنوعة لخصائص المواد (بما في ذلك الموصلية ، والتوصيل الحراري ، ومقاومة التآكل) في أجهزة الميكاترونيك تاريخياً من خلال الميزات المتأصلة للمادة الفردية. باستخدام Multi - طباعة المواد وتصميم المواد التدرج ، قد تجعل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية نفس الجزء لها مستويات مختلفة من الأداء أو المناطق الوظيفية. على سبيل المثال ، أثناء صنع أدوات السيارات ، تتم طباعة منطقة تبديد الحرارة مع سبيكة النحاس (Cucrzr) التي تجري الحرارة بشكل جيد ، ويتم طباعة منطقة الدعم الهيكلي مع سبيكة الألومنيوم. ترتيبات تبريد القنوات الدقيقة تزيد من كفاءة تبديد الحرارة بنسبة 50 ٪ ؛ في عالم الأجهزة الطبية ، تستخدم زراعة العظام طباعة التدرج لسبائك التيتانيوم والسيارات الحيوية للقيام بأمرين: فهي تساعد في نمو الأنسجة العظمية ويمكنها الحفاظ على الأحمال الميكانيكية. هذا يقلل من الوقت الذي يستغرقه المرضى للتعافي من الجراحة بنسبة 60 ٪.
3. "ثورة كفاءة" التصميم الخفيف
الخفيفة الوزن هي الطريقة الرئيسية لجعل معدات mechatronics تدوم لفترة أطول واستخدام طاقة أقل. يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية أن تحصل على أخف وزناً ممكنًا مع التأكد من أن الهيكل قوي من خلال استخدام تحسين الطوبولوجيا وتصميم البنية الحيوية. على سبيل المثال ، مصنوعة من مفاصل الروبوتات البشرية من سبيكة المغنيسيوم منخفضة- وهيكل شعرية مجوفة. هذا يجعلهم أخف بنسبة 35 ٪ من الآلات التقليدية ويضع ضغطًا أقل على محركات المؤازرة ، مما يمتد عمر البطارية بنسبة 40 ٪. يستخدم نظام القيادة الكهربائية في مركبات الطاقة الجديدة طباعة ثلاثية الأبعاد لصنع قذيفة خفيفة الوزن ، مما يزيد من كفاءة النظام بنسبة 8 ٪ ويكسر مستوى الصناعة لكثافة الطاقة 200 ساعة/كغ.
2 ، إعادة الهيكلة الصناعية: تغيير من "اقتصادات الحجم" إلى "اقتصاد القيمة"
1. "الضغط الأسي" لدورة البحث والتطوير
يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لجعل الأجهزة الكهروميكانيكية الكلاسيكية حيث يتعين عليهم أن يمروا بعملية طويلة من "تعديل إنتاج تجريبي تصنيع قوالب التصميم" ، والتي يمكن أن تستغرق من 6 إلى 18 شهرًا. من خلال وضع تكراري سريع لـ "النموذج الرقمي للطباعة المباشرة" ، تقصر تكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد دورة البحث والتطوير إلى 1-3 أشهر. على سبيل المثال ، انتقلت معدات الهبوط في سبيكة من سبيكة تيتانيوم من Xi'an Bolite لنوع معين من المركبات الجوية غير المأهولة ، من التصميم إلى التحقق الوظيفي في 45 يومًا فقط ، وهو أسرع بنسبة 80 ٪ من الطرق التقليدية. في المجال الطبي ، يمكن تصميم الأطراف الشخصية المطبوعة ثلاثية الأبعاد مباشرة من بيانات المريض CT ، ويمكن إجراء الإنتاج والتكيف المخصص في أقل من 24 ساعة.
2. "ترقية مرنة" لكيفية صنع الأشياء
ميزة "التصنيع الخالية من العفن" من الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية تناسب بشكل طبيعي احتياجات الدفعات الصغيرة ومجموعة واسعة من المنتجات. Apple و Huawei هما شركتان تصنعان إطارات سبيكة Titanium HIST عالية- نهاية ومراقبة ذكية باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في سوق الإلكترونيات الاستهلاكية 3C. لقد تمكنوا من صنع 316 لتر من الفولاذ المقاوم للصدأ بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة باستخدام تقنية الرش اللاصقة. هذا يقلل من تكلفة كل قطعة إلى نصفين مقارنة بآلات CNC التقليدية. في مجال الروبوتات الصناعية ، أنشأت Lingkong Electronics بسرعة أقواس مستشعر مخصصة للطائرة بدون طيار FCQ-150 باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وتلبية الاحتياجات المحددة لحالات إنقاذ الطوارئ.
3. "إعادة الهيكلة الموزعة" لسلسلة التوريد
تشجع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للطباعة ثلاثية الأبعاد توطين موارد التصنيع وشبكاتها ، مما يخلق نموذجًا جديدًا للأعمال يسمى "Design Global Design Local Printing". على سبيل المثال ، استخدمت الطاقة النووية Shaanxi تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لجعل مفاعل المفاعل النووي محليًا ، مما يتجنب فقدان الأداء الذي يحدث عندما تتحرك عمليات الصب التقليدية. في قطاع الاقتصاد المنخفض - ، تستخدم طائرة النقل التجارية غير المأهولة في شركة Xi'an Aircraft Corporation تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع أجزاء المحرك ، مما يخلق نموذجًا لسلسلة التوريد الرشيقة يسمى "Sii'an Design Printing Printing National Assembly" الذي يقطع تكاليف لوجستية بنسبة 30 ٪.