Wat is de rol van metaal 3D -printen bij het verlengen van de levensduur van apparatuur?

1, Structurele innovatie: verder gaan dan de grenzen van het traditionele ontwerp
Verwerkingsmethoden beperken het ontwerp van traditionele apparatuuronderdelen, en ze moeten vaak kiezen tussen het maken van complexe structuren en het gemakkelijker maken om ze te maken. Met de functie "Layer by Layer Stacking" van Metal 3D Printing kunnen ontwerpers de grenzen van traditionele subtractieve productie rondkomen en nieuwe ontwerpen maken die lichtgewicht zijn, de vorm van het koelsysteem volgen en langer meegaan.
Topologieoptimalisatie: het gebruik van "precieze distributie" van materialen om vermoeidheid te bestrijden
In de ruimtevaart breken motorbladen vaak omdat ze te moe zijn. Platinum Lite maakt gebruik van metalen 3D -printtechnologie om de messen te maken als interne roosterstructuren. Dit vermindert de hoeveelheid materiaal die met 30% wordt gebruikt, terwijl de sterkte wordt behouden. Dit "uitgeholde" ontwerp maakt de stressverdeling gelijkmatiger en verdubbelt meer dan het leven van vermoeidheid. Op dezelfde manier veranderde een bepaalde auto -business de voorjaarsstoel van de motorventiel in een topologie - geoptimaliseerde structuur. Tijdens de duurzaamheidstest van 100.000 kilometer waren er geen scheuren, hoewel standaard gesmede delen veel slijtage vertoonden op 80.000 kilometer.
Vorm - afhankelijke koeling: "precieze temperatuurregeling" gebruiken om thermische vermoeidheid uit te zetten
Thermische vermoeidheid is een belangrijke reden waarom die - gietvormen niet zo lang als ze konden duren. De meeste koelkanalen in traditionele mallen zijn recht, waardoor het moeilijk is om gebieden te dekken die erg heet zijn. Platinum Technology maakt gebruik van 3D -printen om spiraal te maken - gevormde koelkanalen in aluminiumlegering die - gietvormen. Hierdoor kan de koelvloeistof direct het oppervlak van de schimmelholte raken. Testgegevens tonen aan dat de temperatuurfluctuatie -amplitude van de geoptimaliseerde schimmel is gedaald van 80 graden tot 20 graden, de periode tussen thermische vermoeidheidsscheuren is drie keer gestegen en de levensduur is gestegen van 20.000 keer naar meer dan 50.000 keer. In Real {- Wereldproductie, hebben de 3D -geprinte dobbelsteen van Broadcom Precision - gietvorming inserts meer dan 50.000 cycli geduurd, met een impacthardheid van 22J en een opbrengstsnelheid van 100%.
Lichtgewicht ontwerp: afsnijden op mechanische belasting door "gewichtsvermindering en efficiëntieverbetering"
In de wereld van industriële robots heeft het gewicht van de gezamenlijke onderdelen een direct effect op de motorbelasting en hoe goed de versnellingsbak werkt. Bolite maakte een unieke 3D - gedrukte robotarmgewricht voor een specifiek bedrijf dat het gewicht met 40% verlaagt en het 15% stijver maakt door een interieurhoningraatstructuur te gebruiken. Real - wereldgegevens laten zien dat de geoptimaliseerde gezamenlijke slijtage -snelheid met 60% is gedaald en de onderhoudscyclus is gestegen van 3 maanden tot 9 maanden.
2, Materiaal Upgrade: wijzig "Universele aanpassing" in "Prestatie -aanpassing"
Metal 3D -afdrukken wijzigt niet alleen hoe dingen zijn ontworpen, maar het opent ook nieuwe manieren om dingen langer te laten duren door nieuwe materialen te gebruiken . 3 D Printtechnologie heeft het mogelijk gemaakt om "op - vraag aan te passen" De eigenschappen van materialen, van hoog - entropie -entropie van de entropie van het materiaal van de gradiënt.
Legeringen met veel entropie: de weerstand tegen corrosie verbeteren door "multi - element synergie"
De belangrijkste reden waarom apparatuur in oceaan engineering niet zo lang duurt, is omdat het roest. De Chinese Academie van Wetenschappen maakte de feconrale hoge entropielegering met behulp van 3D -printtechnologie, waardoor de compositie gelijkmatig is verspreid. In een 3,5% NaCl -oplossing is het alleen gecorrodeerd met een snelheid van 1/5 die van typisch 316L roestvrij staal. Na vijf jaar gebruik was de oppervlaktecorrosiediepte van dit materiaal op de lagerstoel minder dan 0,1 mm, terwijl typische materialen al doordringende corrosie hadden aangetoond. Dit werd gedaan door een offshore windenergiebedrijf.
Gradiëntmaterialen: gebruik van "functionele bestemmingsplannen" om moeilijke werksituaties aan te kunnen
Turbine discs in aircraft engines need to be able to handle both high temperatures (>600 °C) and high pressures (>300mpa) tegelijkertijd. Traditionele afzonderlijke materialen zijn hier niet goed genoeg voor. Platinum Technology maakt gebruik van 3D -printen om een ​​Nicraly -coating op de buitenkant van de turbineschijf te plaatsen. De binnenkant is gemaakt van Ti6al4V, die een gradiëntstructuur maakt die "hard aan de buitenkant en hard aan de binnenkant is". Tests hebben aangetoond dat de geoptimaliseerde turbineschijf niet gedurende de 1000 - uur high-temperature cyclustest. De traditionele coating daarentegen faalde na 500 uur.
Nano -modificatie: "Microversterking" om de vermoeidheidslimiet hoger te maken
Vermoeidheidsfractuur van botten van titaniumlegering is een klinisch gevaar op het gebied van medische technologieën. Het Noordwestelijke Polytechnical University -team gebruikte 3D -printtechnologie om 0,5% micro -tic -deeltjes toe te voegen aan de Ti6AL4V -matrix. Dit verhoogde de vermoeidheidslimiet van de steiger van 450MPa tot 620MPa. Uit gegevens van de volgende - bleek dat heupgewrichtstents die van dit materiaal zijn vervaardigd niet breken na 8 jaar gebruik. De breuksnelheid voor standaard materiaalstents na 5 jaar was daarentegen 12%.
3, van "reparatie en revisie" tot "volledig levenscyclusbeheer", procesoptimalisatie
Metaal 3D -printen is niet alleen handig voor het maken van nieuwe onderdelen, maar het is ook erg belangrijk voor het onderhouden, hervatten en upgraden van apparatuur. Bedrijven kunnen de levensduur van hun apparatuur dynamisch beheren via de gesloten - lusmethode voor "afdrukdetectie -optimalisatie".
Revisie: het wijzigen van de vorm van schrootonderdelen
Zhongke Quantum Laser maakt gebruik van 3D -printen om koperen platen van kristalliser opnieuw te maken. Ze repareren de versleten laag op het oppervlak van oude koperen platen door laserkleding. Testgegevens suggereren dat de gerepareerde koperen plaat 1 tot 7 keer langer duurt, wat staalbedrijven meer dan 50% van hun standby -verliezen kan besparen en de kosten van het maken van staal met 3% kan verlagen. Deze procedure is ook beter voor het milieu, omdat het de lucht niet vervuilt met zware metalen zoals reguliere elektroplaten. Het past bij de trend van groene productie.
Slimme reparatie en monitoring via internet
Een bepaald luchtvaartbedrijf maakt gebruik van 3D -printtechnologie en het internet der dingen om temperatuur- en stresssensoren op motorbladen te plaatsen. Als de bewakingsgegevens niet normaal zijn, maakt het systeem een ​​reparatieplan op zichzelf en maakt het gebruik van mobiele 3D -afdrukapparatuur om de messen in de hangar te repareren. Deze methode zorgt ervoor dat de vleugels van de motor 30% langer duren en verlaagt de onderhoudsuitgaven elk jaar met 40%.
Optimalisatie van de kosten van de hele levenscyclus
Een windenergie -versnellingsbak duurt bijvoorbeeld 15 jaar en kost 2 miljoen yuan om op de traditionele manier te maken. Door 3D -printtechnologie te gebruiken, is de levensduur verhoogd tot 25 jaar en is de LCC verlaagd tot 1,6 miljoen yuan door topologie -optimalisatie, materiaalverbeteringen en slimme monitoring. Ontwerpoptimalisatie voegt 30%toe aan de levensduurverbetering, het upgraden van materiaal voegt 40%toe en intelligente monitoring voegt 30%toe.