1, De aard van technologie: paradigmaverschuiving van "stapelelementen" naar "geïntegreerde structuur"
Het grootste voordeel van het afdrukken inmetalen 3D -printeris het vermogen om de beperkingen van de conventionele methode van subtractieve processen te doorbreken en om een directe complexe structuur te verkrijgen die vormt bij het smelten van het metaalpoeder achter elkaar. Voor de platina BLT - S1500 -apparatuur kan het 32 laser -samenwerkingsscansysteem in een vormkamer van φ1,5 m delen van het metaal produceren met volledige metallurgische binding en de laagdikte is 0,06 mm. Dit is een technisch middel om de structuurintegratie van de onderdelen te realiseren die afzonderlijk moeten worden verwerkt en vervolgens worden geassembleerd in conventionele productie door topologie -optimalisatieontwerp.
Gemeenschappelijk voorbeeld 1: brandstofmondstuk van een vliegtuigmotor
De GE -geproduceerde SLM -additief vervaardigde (3D -geprinte) LEAP -motorinjectorbrandstofmondstuk neemt een onderdeel gemaakt van 18 stuks en combineert ze in een enkel 3D -geprinte stuk. Dit vermindert niet alleen 127 lassen, maar de interne kanaaloptimalisatie verhoogt de brandstofefficiëntie met 15% en het gewicht met 25%. De structurele integratie resulteert ook in een directe vermindering van de gereedschap, testapparatuur en mensen die nodig zijn om de structurele kenmerken te koppelen.
Case 2: Typische warmteoverdrachtsbuizen van kernstoomgeneratoren
Nickel-based alloy heat exchange tube 3D printing technology 3D printing nickel based alloy heat transfer tube, conformal cooling water circuit design state power investment corporation, 4th generation nuclear power equipment Conventional methods have to manually build the cooling channel by drilling, welding and so on, whereas the 3D printing technology can produce spiral channels just inside the wall of the pipe, improving the cooling efficiency by 30% and eliminating Meer dan 200 lasnaden waaruit lekkage zou kunnen voortvloeien. Het bouwproces nam af van 12 tot 3.
2, Toepasselijke scène: uitgebreide penetratie van hoge - grade apparatuur tot algemene machines
Montageprocedure van metalen onderdelen is sterk uitgeoefend op verschillende industrieën 2.2benefits van metalen 3D -printen voor montageprocessen. Constructie Productie Beperkingen (onderdelengrootte en vorm) Productie Beperkingen (conventionele bewerkingsprocessen) (conventionele bewerkingsprocessen) FacetsDesign for Assembly Efficiency Ability to integrate many small parts in one Ripple Effect of existing design Improvement in design aspects of existing Assembly ProcedureDetail part requirement in product designNew product approach Responsiveness New design approachMarket Effectscope of product design competitiveness IRC foster Platform stakeholder client Supplier Partner Table Business PerspectiveSWOT Analysis for Printing- Metal Parts and MAECorporate Opportunities and ThreatsAdvantages Set standard with main customer(s) Open up new markets Teaming opportunities Open advertising, Engage Research Institutes, and Universities Weakness Reinforce the collaboration with all stakeholders Forge alliances with prospective expert client(s) Launch cost reduction demonstration plant Insecure against signal tech- nological breaktroughs Reinforce CRM and inflict strategic purchasing policy Solidify/Reinforce Open Innovation policy reinforcing the open innovation policy Minimize the Negatieve impact Copyright © 2018, IGI Global.
Aerospace -industrie: lichtgewicht en structurele integratie met functionaliteit
De Airbus A350XWB beschikt ook over 3D -geprinte titaniumlegeringsbeugels, die de productie stroomlijnen door 36 verschillende onderdelen te converteren naar 18 om de manier te verbeteren waarop de vleugels verbinden met de romp met 40% en tijd bespaart op de montage 60%. Wat nog belangrijker is, de beugel vermindert het gewicht met 30% door het ontwerp van de roosterstructuur zonder de sterkte op te offeren. Deze constructie heeft tientallen verblijfplaten nodig om op de conventionele manier samen te worden geklonken.
Toepassing op energieapparatuurveld: complexe stroomdoorgang en optimalisatie van thermische beheer
Siemens Energy past 3D -printtechnologie toe voor een dubbele - Laag Wandkoelingstructuur bij de productie van verbrandingskamers van gasturbine. Onder dit ontwerp werd het conventionele koelsysteem, samengesteld door 50 elementen uit de installatiegroep, vervangen door een enkel stuk, dat de uniformiteit van de brandende cameratemperatuur met 20 graden verhoogde. Ondertussen wordt het montageproces verkort, van 127 in tot 18 in en het productkwalificatiepercentage verbetert, van 82% tot 98%.
Auto -productie: modulair ontwerp- en snel iteratieprocesplatform.
BMW Group Integrated 3D -geprinte aluminium legering batterijlade in het IX3 elektrische voertuigmodel, met behulp van topologie -optimalisatie om de originele lasstructuur van de plaatmetaal in een monolithisch frame te ontwikkelen. Dit ontwerp vermindert niet alleen van 23 tot 5 het aantal modules en het aantal verbindingen dat nodig is om de batterij te assembleren, maar optimaliseert ook de vloeistofdynamiek om de batterijwarmte -dissipatie -efficiëntie met 15%te verbeteren, waardoor het drivingbereik met 15 km wordt verlengd. Bij de transformatie van de productielijn vermindert de 3D -printplaat met 8 lasstations tot 1, bespaart de investering van apparatuur met 70%.
3, industriële waarde: van kostenreductie tot rectoring van volledige toeleveringsketens voor maximale efficiëntie
De vervaardiging van transportdragers, bijvoorbeeld, kost weinig omdat de metaal sterft niet wordt beïnvloed door slijtage) »en voordelen van de voordelen van een proces dat een revolutie teweegbrengt in de vervaardiging van transportdragers vanwege de vereenvoudiging van montageprocessen die zijn mogelijk gemaakt door metalen 3D -printen.
Lagere voorraadprijs en logistiek complexiteit
In een traditionele productiebenadering kan een complex apparaat honderden specifieke vereisten hebben voor bouten, pakkingen en koppelingen, terwijl 3D -printtechnologie het aantal componenten met 60% -80% kan verminderen met structurele fusie. Casestudy van een fabrikant van een windenergie -apparatuur geeft aan dat, bijv. Het aannemen van het 3D -printen voor de hoofdlagerstoel, de hoeveelheid ondersteunende onderdelen werd verlaagd van 127 tot 23 en de materiële omzet van de inventaris was 3 keer sneller in 3D -bedrukte onderdelen, en de verhuiskosten met 45%werden verlaagd.
Kwaliteitscontrole en verbetering van de flexibiliteit van de productie
Voor de medische implantaten vervangt het ontwerp van de 3D -geprinte heupbeker 12 lasnaden in conventionele processen en de levensduur ervan is groter dan 10 cycli. De inspectie in de assemblagebewerking wordt dus tot een minimum beperkt, dwz praktisch gereduceerd tot de bruikbaarheid van het afgewerkte gevormde lichaam. Volgens de praktijk van een orthopedisch instrumentbedrijf wordt het defectsnelheid van een 3D -bedrukt product verlaagd van 2,3% tot 0,15%, en kleine - batch aangepaste productie wordt ondersteund en wordt een productielijnverschakelingstijd verkort van 72 uur tot 8 uur.
Efficiëntie van duurzame ontwikkeling en resource -optimalisatie
Het gebruik van materiaalgebruik van metalen 3D-printen kan tot meer dan 90%zijn, tot 4-5 keer hoger dan die van conventionele smeeding. Voor de productie van schipaanleveringsassen, met 3D -printtechnologie, hebben we materiaal bespaard van 12 ton tot 4,8 ton, ondertussen maakt het structuurontwerp de schachtgewichtreductie 35%. Het gewichtsverminderingseffect veroorzaakt een vermindering van de hefcapaciteit van apparatuur en handarbeid voor montage. Het belangrijkste is dat 3D -printen het mogelijk maakt om het afvalmetaalpoeder te recyclen. De ervaring van een bedrijf voor luchtvaartonderdelen geeft aan dat het herstelpercentage van het poeder ongeveer 95%kan zijn, de deel van de eenheid onderdeel van de koolstofemissies daalde met 56,5%.