Kan metal 3D -printen lichtgewicht van onderdelen in de gietindustrie bereiken?

1. Een grote stap vooruit in technologie: gaan van "subtractieve productie" naar "additief denken"
De ontwerpvrijheid van traditionele castingprocessen wordt beperkt door factoren zoals afscheidsoppervlakken en concepthoeken. Dit is de reden waarom onderdelenstructuren vaak een "solide" aspect hebben. Het cilinderblok van een auto -motor moet bijvoorbeeld dikkere wanden hebben om het sterker te maken, maar dit maakt het ook zwaarder. Metal 3D -printtechnologie kan items maken met gecompliceerde interne structuren door de laag van metalen poeders per laag te smelten. Dit wordt "op - eis vormgeven genoemd."
Ontwerp voor topologie -optimalisatie:Metaal 3D -printenKan lichtgewicht structuren maken zoals honingraat- en roosterontwerpen door simulatiesoftware te gebruiken om te laten zien hoe de onderdelen zullen bewegen. Een bedrijf heeft bijvoorbeeld een hoge - entropielegering gemaakt voor 3D -printen die 200% beter bestand is tegen oxidatie dan standaard nikkel - gebaseerde legeringen op een hoge temperatuur van 600 graden. Topologie -optimalisatie heeft vliegtuigmotor turbinebladen 30% lichter en 15% sterker tegelijkertijd gemaakt.
Biomimetische structurele toepassingen: lichtgewicht ontwerp is gebaseerd op natuurlijke structuren zoals botten en honingraten. Een bepaald onderzoeksteam creëerde een bionische kniegewrichtmodule die een maasstructuur van 0,12 mm titaniumlegering gebruikt. Het Deepseek -algoritme optimaliseert de spanningsverdeling in realtime, wat de levensduur verdubbelt in vergelijking met traditionele CNC -bewerkte onderdelen en het gewicht met 60%verlaagt.
Integratie van interne kanalen: metaal 3D -printen maakt het mogelijk om gecompliceerde structuren zoals smeerkanalen en conforme koelkanalen direct te maken. Een bepaald autobedrijf maakt gebruik van 3D -geprinte zandvormen om prototypes van commerciële kaartwater te maken - gekoelde motorbehuizingen. Het interne spiraalvormige stroomkanaalontwerp heeft de effectiviteit van warmteafvoer met 40%verhoogd. Het gewicht is gedaald van 12 kg tot 8 kg, wat een afname van 33% is.
2. Wanneer te gebruiken: van dure tools tot de dingen die mensen nodig hebben om te overleven
Het kleine gewicht van metaal 3D -printen heeft zich verspreid naar vele industrieën, en het gebruik ervan groeit van hoge - eindvelden zoals ruimtevaart en automotive productie naar consumentenelektronica, medische gadgets en andere aspecten van het dagelijks leven.
Aerospace: elk kilogram minder gewicht in een vliegtuig kan elk jaar tienduizenden yuan in brandstofuitgaven besparen. Door 3D -drukgordel gespen met honingraatslots in te zetten, heeft een specifiek bedrijf een enkel vliegtuig van 5 kg lichter gemaakt en meer dan 10.000 yuan per jaar bespaard op brandstofkosten. Bovendien heeft het lichtgewicht ontwerp het vliegtuig met 8% tot 12% lichter gemaakt door 3D -printen te gebruiken om titaniumlegeringsmotorbevestigingen, aluminium legering cabinedeur scharnieren en andere onderdelen te maken.
Voertuigen die nieuwe energie gebruiken: de driving range wordt direct beïnvloed door basisonderdelen zoals batterijpakketten en motorische omhulsels lichter te maken. Een specifiek nieuw energievoertuigbedrijf is begonnen met het gebruik van 3D - gedrukte zandvormen om prototypes van commerciële kaartwater te maken - gekoelde motorbehuizingen. Dit verkort de productietijd van 60 dagen tot 10 dagen en de prijzen met meer dan 80%. Tegelijkertijd heeft het optimaliseren van het interne stroomkanaal de temperatuur van de motor met 15 graden verlaagd en het driving bereik met 5%verhoogd.
Apparaten voor gezondheidszorg: gepersonaliseerde implantaten moeten een evenwicht vinden tussen biocompatibel en licht. Een medisch bedrijf gebruikt 3D -printen om titaniumlegering heupverbindingen te maken. Het roosterstructuurontwerp verlaagt het gewicht van de gebruikelijke 200 g tot 120 g en houdt de porositeit tussen 60% en 80%. Dit helpt botcellen te groeien en verkort de recuperatietijd van de patiënt na de operatie met 30%.
3. Normaal geval: een nuttig pad van het lab naar de fabriek
Het omwisselen van smeed voor het gieten in automotive chassisbeugels
Smede -technologie wordt veel gebruikt om traditionele auto -chassisbeugels te maken, maar ze gebruiken slechts ongeveer 40% van het materiaal en moeten vele malen worden verwerkt. Een bedrijf gebruikte 3D-printtechnologie en topologieoptimalisatieontwerp om de QT800-5-beugel uit ductiel ijzer te maken. Dit maakte het 40% lichter en ging van 15 kg naar 9 kg, terwijl het nog steeds sterk was. Bench Road -tests hebben aangetoond dat deze beugel werkt. Toen het werd gebruikt om standaard gesmede stalen onderdelen te vervangen, daalde het gewicht van een enkel voertuig met 27,4 kg en de kosten van de materialen daalden met 174,8 yuan.
Vorm synergie van de messen op een vliegtuigmotor
Motorbladen voor vliegtuigen moeten in staat zijn om hoge temperaturen, hoge drukken en hoge - frequentievibraties aan te kunnen. Het is moeilijk om graanverfijning en prestatie -uniformiteit te reguleren met typische gietmethoden. Eén bedrijf gebruikt SLM -technologie om messen te maken van nikkel - gebaseerde legeringen. Door de richting van korrelvorming te richten met behulp van de directionele energieafzettingstechniek, stijgt de sterkte tegen vermoeidheid met 25%. De levensduur is ook drie keer langer dan die van typische messen, en de bedrijfstemperatuur wordt met 50 graden Celsius verlaagd door de constructie van interne koelkanalen.
De "miniaturisatie doorbraak" voor humanoïde robotgewrichten
Humanoïde robots hebben gewrichten nodig die erg licht en zeer nauwkeurig zijn. Een bedrijf pronkte met 's werelds eerste metalen 3D -geprinte optische gebaseerde zes assen krachtsensor, die een vingertopsensor omvat die slechts 8,5 mm breed en 7 mm dik is. Door de interne roosterstructuur te combineren met het circuit, zorgt het ervoor dat signalen betrouwbaar worden verzonden en het gewicht verlaagt tot een derde van wat typische systemen doen. Het is met succes gebruikt om de kracht op robot vingertoppen te voelen.