Može li metal 3D štampanje koristiti za obnovu dijelova industrijske opreme?

1. Tehnološki proboj: skok iz "popravka" na "ponovno rođenje"
Glavna korist metalnog 3D štampanja je da može popraviti složene geometrijske dizajne s velikom tačnošću. Na primjer, standardno obnovanje lopatica turbinskih turbina zrakoplova potrebna je ručno zavarivanje za popravljanje oštećenja na termičkom barijerskom sloju. Ovaj postupak može lako uzrokovati koncentraciju toplinskog stresa, a popravljena oštrica može trajati samo 60% sve dok je izvorni dizajn. Platinum Technology Co., Ltd koristi selektivno tehnologiju laserskog topljenja (SLM) za uspješno ispis i popravljanje vodećih ruba za hlađenje turbinskih hlađenja promjenom laserskog intenziteta i stazom skeniranja. Popravljeni noževi prošli su kroz 2000 toplotnih ciklusa na visokim temperaturama od 1150 stepeni bez pukotina ili pilinga premaza. U odnosu na prethodne postupke, radni vijek je bio 40% duže, a ciklus popravka smanjen je od 30 dana do 72 sata.
Da biste riješili problem pukotina umora u bitnim dijelovima šipke visokih šipki, CRRC je smislio tehnologiju obnavljanja na temelju topljenja elektrona (EBM). Struktura gradijentne snage ispisa se na mjestu pukotine dobivanjem preciznog digitalnog modela pukotine kroz 3D skeniranje i kombinirajući ga s dizajnom optimizacije topologije. Ovo daje području popravke snage umor od 92% osnovnog materijala, dok tradicionalni popravak zavarivanja može samo oporaviti 75%. Ova metoda je korištena za popravljanje visokog nivoa CR400AF-a u šarkama u serijama, rezanje troškova pričvršćivanja jedan za 65% i uštede više od 200 milijuna yuana godišnje na održavanju.
2. Novi materijali: odlazak iz "samohrane" do "višestrukih"
Kapacitet metalnog 3D štampanja na radu s različitim materijalima veliki je razlog zašto se može koristiti u obnavljanju. Za razne operativne kontekste industrijskih mašina, istraživački i razvojni timovi stvorili su niz specijaliziranih legura:
Sistem legure za visoke temperature: GE Aviation je napravio 718 niksel - legure u prahu za komore izgaranja LEAP motora. Izdržljivost jačina tiskanih dijelova u 650 stupnjeva veća je od ili jednaka 900 MPa, koja ispunjava visoke uslove za rad zrakoplova. To je moguće jer distribucija veličine čestica pudera (d 50=45 μ m) i koncentracija kisika (<50ppm) are controlled.
Sistem materijala koji se ne obuhvataju: WC Co Hard Legura kompozitni prah napravio je Xi'an Jiaotong University za upotrebu u odjelima za rudarske mašine. Rezanje zubima za tuneliranje izrađene pomoću laserskog selektivnog sintering (SLS) tehnologije su tri puta više nošenja - otpornih od redovnih kovanih dijelova i imaju tvrdoću HRC68. Život servisa je sada 12 meseci.
Lagani materijali: BMW Grupa zapošljava TI-6AL-4V puder od legura titana kako bi motorno kućište ponovo napravio ix3 električno vozilo. Optimiziranjem topologije dizajna, težina kućišta seče za 35%, a efikasnost disipacije topline poboljšava se za 22%. To rezultira gustoćom motora od 6,8kW / kg, što je najviše u industriji.
3. Integracija procesa: prelazak iz "Jednokrevetne točke" na "puni lanac"
Moderni metalni 3D štampanje i obnovanje stvorili su puni tehnički lanac koji uključuje "Modeliranje otkrivanja štamparije - obradu."
Inteligentni sistem za otkrivanje: NX AM Modul Siemens Industrial Software može kombinirati podatke od laserskih skenera i ultrazvučnog detektora, automatski kreirati 3D modele područja greške i postižu tačnost otkrivanja 0,02 mm, što je 10 puta preciznije od mjerenja rukom.
Prilagodljivi postupak štampanja: Platinum BLT - S800 ima multi - laserski sistem saradnje koji može promijeniti snagu i brzinu lasera ovise o obliku predmeta. Prilikom ispisa određene vrste gasnog vodiča za turbine, sustav automatski nalazi tanku - zidni prostor (debljina<1mm) and lowers the laser power from 300W to 200W. It also speeds up the scanning from 1000mm/s to 1500mm/s to keep the thin-walled area from changing shape by more than 0.05mm.
Digital Post - Proraču: Airbusov vrući izostatički pritisak (HIP) Post - Metoda obrade može učiniti SLM štampane komponente guzire, odlazeći od 99,2% na 99,95%, što se oslobađa grešaka u unutrašnjim pore. U usporedbi s neobrađenim dijelovima, vijek trajanja umornog prostora za slijetanje A350XWB koji su tretirani hip-om je pet puta duže i 98%, sve dok su kovani dijelovi.
4. Ekonomska analiza: promjena iz "visokih troškova" u "razmjeru"
Kako se brzina opreme raste, a trošak materijala se spuštaju, metalna 3D štampanje je postalo ekonomski najopšiljnije i dobilo je ivicu nad svojim konkurentima.
Optimiziranje strukture troškova: Remaguracijski projekt za određeni blok cilindra automobila pokazuje da je trošak jednog komada napravljenog od tradicionalnog procesa kovanja i obrade 1200 juana, dok je trošak jednog komada napravljenog od postupka SLM-a iznosi 850 juana. Trošak prah materijala pao je sa 60% na 45%, dok se trošak amortizacije opreme i energetske upotrebe smanjili sa 25% na 18%.
Smanjenje troškova zaliha: Rolls Royce gradi 3D - štampano digitalno skladište za zrakoplovne rezervne dijelove, rezanje vrijednosti globalnog inventara sa 4,2 milijarde dolara na 1,8 milijardi dolara i rezanje vremena da avioni kupaca nisu u rasponu od 72 sata do 8 sati. Ovo ušteduje aviokompanije više od 500 miliona dolara godišnje u operativnim troškovima.
Učinak skale na proizvodnji: Platinum BLT - W serija ADRAVNI PROIZVODNJA (waam) oprema može napraviti zrakoplovne konstrukcijske dijelove promjerom 2,5 metra koji su svi zajedno oblikovani. Vrijeme potrebno za ispis jednog komada je 80% manje nego kod tipičnih više - procesa, a stopa iskorištavanja materijala pređe sa 35% na 92%. To omogućava masovno proizvoditi ogromne strukturne komponente koje su obnovljene.