ما هي مكونات المعدات الصناعية المناسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد لـ - سبيكة سبيكة القوة العالية؟

一 ، إمكانية عالية من الصلب -
إن قابلية الطباعة ثلاثية الأبعاد للتطبيق من الفولاذ العالي -
قابلية التحكم في البنية المجهرية
قد تنظم ميزة "طبقة الطبقة من الطبقة السريعة للطبقة" التي قد تنظم حجم الحبوب واتجاهها في الفولاذ من سبائك الصلب بنشاط. على سبيل المثال ، قد يجعل إجراء ذوبان الليزر الانتقائي (SLM) الحبوب في 18NI300 Martensitic Steel أصغر إلى مستوى الميكرومتر. هذا يجعل قوة العائد أقوى بنسبة 30 ٪ من طرق التزوير النموذجية. وجد معهد المعادن في الأكاديمية الصينية للعلوم أن تنظيم عملية معالجة الحرارة بشكل جيد للغاية يمكن أن يمنع المسام من تشكيل وجعل سبيكة التيتانيوم أكثر من 50 ٪ أكثر مقاومة للتعب. يمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة لتحسين بنية الحبوب من الصلب العالي -.
القدرة على صنع هياكل معقدة
غالبًا ما يستخدم الأشخاص سبيكة عالية - لصنع أجزاء يمكنها التعامل مع الأحمال الثقيلة للغاية ، مثل أقراص التوربينات لمحركات الطائرات وأوعية الضغط لمحطات الطاقة النووية. في الماضي ، كان لا بد من القيام بالتصنيع واللحام بشكل منفصل. مع الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يمكنك صنع أشكال معقدة مثل أجوف داخلي وقنوات التبريد المطابقة في وقت واحد. توظف NASA Inconel 718 ، سبيكة من النيكل - مع 18 ٪ من الكروم و 9 ٪ الموليبدينوم ، لصنع فوهات محرك الصواريخ مع الطباعة ثلاثية الأبعاد. تظل المكونات سليمة من الناحية الهيكلية في درجات حرارة عالية من 2000 درجة بسبب تصميم قناة التبريد القابلة للنفاذ. هذا غير ممكن مع الصب العادي.
استخدام المواد وخفض تكاليف
باستخدام تقنية التزوير التقليدية ، يتم استخدام فقط 50 ٪ إلى 70 ٪ من المواد ، ولكن يمكن أن تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر من 90 ٪. على سبيل المثال ، استخدم ARUP الطباعة ثلاثية الأبعاد لصنع قوالب الفولاذ المقاوم للصدأ للسيارات. وقد خفض هذا وزن كل جزء بنسبة 75 ٪ ، وكمية الصلب المستخدمة بنسبة 30 ٪ ، وكفاءة الإنتاج بمقدار 10 مرات. بالنسبة إلى الصلب العالي - سبيكة سبيكة مثل H13 Tool Steel ، والتي تكلف 800 يوان لكل كيلوغرام ، باستخدام مواد أقل يعني وفورات كبيرة على التكاليف.
2 ، حالة الاستخدام الشائع: الاستخدام الصناعي للطباعة ثلاثية الأبعاد لجعل الصلب العالي-
1. الفضاء: اختراق مزدوج في أجزاء محرك طائرة خفيفة الوزن وعالية-. يصنع Platinum Lite حالة من سبيكة درجة الحرارة عالية- لصناعة الفضاء باستخدام سبيكة GH3039 Nickel - ، والتي تحتوي على 20 ٪ CR و 13 ٪ من شركة CO. باستخدام تصميم الطوبولوجيا ، يتم تخفيض الوزن بنسبة 40 ٪ بينما لا يزال يفي بمتطلبات مقاومة الزحف عند درجة حرارة عالية.
أجزاء من هيكل المركبة الفضائية: أنشأ فريق البروفيسور تشانغ هايو تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المتكاملة. لقد جعلت هذه التكنولوجيا أجزاء سبيكة ألومنيوم عالية- التي يبلغ طولها 500 سم ، بما في ذلك معدات الهبوط وتحميل - بنية تحمل طائرة C919. تقوم هذه التكنولوجيا بعمليات الصب والتزوير والطحن في نفس الوقت. هذا يجعل الأجزاء أكثر قوة ضد التعب ويقطع وقت التصنيع بنسبة 60 ٪ مقارنة بالطرق التقليدية.
2. صناعة الطاقة والصناعة الكيميائية: ضمان مقاومة التآكل والاستقرار في درجات حرارة عالية
أدوات الطاقة النووية: تستخدم المعدات المشتركة تقنية الرش اللاصقة لطباعة الصلب النووي ثلاثي الأبعاد (مثل هذا SA- 508 Gr.3 من الصلب المنخفضة) ويتخلص من المسام الداخلية عن طريق الضغط المتساوي الساخن (الورك) بعد الحقيقة. يمكن للمكونات تحمل 360 درجة و 17.2 ميجا باسكال دون تآكل ، والتي تفي بمعايير ASTM A923. هذا يعني أن المسبوكات النموذجية يمكن أن تستمر ثلاث مرات أطول.
استخراج النفط والغاز: يستخدم Schlumberger تقنية ذوبان شعاع الإلكترون (EBM) إلى موصلات طباعة ثلاثية الأبعاد لمنصات الحفر العميقة-. يتم تصنيع الموصلات من 4140 سبيكة منخفضة - ، والتي تحتوي على 1 ٪ Cr و 0.5 ٪ Mo. الفراغ تتخلص من الشوائب وتجعل الأجزاء أكثر صرامة عند -40 درجة ، وهو ما يحتثره بالنفط والغاز في احتياجات الدائرة في القطب الشمالي.
3. تصنيع السيارات: طريقة جديدة لجعل الأمور خفيفة الوزن ومفيدة
حزمة بطارية السيارة الكهربائية: فولفو تستخدم تقنية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الباردة لصنع قوسين حزمة البطارية. لقد استخدموا H13 Tool Steel (الذي يحتوي على 5 ٪ CR و 1.5 ٪ V) وتصميم بنية شعرية محاكاة حيوية. تمت زيادة قدرة امتصاص الطاقة على الطاقة ، وتم تخفيض الوزن بنسبة 35 ٪. هذا يلبي لوائح سلامة الاصطدام للسيارات الكهربائية.
المحرك ذو الأداء العالي: حلقات مقعد الصمامات لمحرك سلسلة BMW M - مصنوعة من سبيكة التيتانيوم (ti - 6AL-4V) التي تم طباعتها ثلاثية الأبعاد. ثم يتم طلاء الحلقات مع كربيد التنغستن القائم على النيكل من خلال الكسوة الليزرية السطحية. بالمقارنة مع طرق المعادن القياسية للمسحوق ، فإن الأجزاء أكثر مقاومة لأربعة أضعاف التآكل في درجات حرارة 900 درجة وتمر ثماني مرات أطول.
3 ، المشكلات الفنية والحلول الممكنة: المشكلات المهمة التي تحتاج إلى حل قبل أن تصبح المختبرات مصانع
تقدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لـ High - سبيكة سبيكة القوة الكثير من الوعد ، ولكن لا تزال هناك ثلاث مشكلات رئيسية تحتاج إلى حلها قبل استخدامها على نطاق كبير:
السيطرة على التكاليف وسرعة الطباعة
لا يزال يستغرق 6 إلى 8 ساعات طباعة جزء كبير ، مثل قذيفة محرك الطيران. تكاليف انخفاض قيمة المعدات والمسحوق تجعل التصنيع يكلف 3 إلى 5 مرات من الطرق السابقة. يمكن أن تجعل تقنية الطباعة الموازية للليزر Platinum BLT - S800 Multi - أكثر كفاءة ثلاث مرات ، ويمكن أن تقلل تقنية استعادة مسحوق المعادن من تكلفة المواد الخام بنسبة 40 ٪.
السيطرة على التوتر المتبقي والتشوه
عندما تبرد عالي - سبيكة الصلب بسرعة ، يمكن أن يسبب الإجهاد المتبقي ، مما قد يتسبب في ثني الأجزاء أو تحطيمها. عملت مجموعة Addup و ECM معًا لإنشاء حل معالجة حرارة يقلل من الإجهاد المتبقي في أجزاء سبيكة Distinel 718 بنسبة 70 ٪ ويبقي تشوه إلى أقل من 0.1 مم من خلال الصلب المرحلي (عزل 500 درجة لمدة ساعتين + 700 درجة الشيخوخة لمدة 4 ساعات).
زيادة عدد وأنواع المواد
Right now, there are only a little over ten mature 3D-printed high-strength alloy steels. These steels are hard to use in really harsh conditions, such very high temperatures (>1200 درجة) وتآكل كبير (كما في بيئات H2S الرطبة). إن إنشاء مواد مركبة للسيراميك المعدنية الجديدة ، مثل هذا- 18ni300 ، يدفع حدود المواد. يمكن أن يصبح بنفس القدر من HRC 65 ، وهو أصعب بنسبة 50 ٪ من المعادن النقية. هذا يجعلها جيدة لصنع الأجزاء التي لن تلبس على منصات الحفر في أعماق البحار.