1. Jedinstvena priroda izrade energetske opreme čini kontrolu kvaliteta važnijom.
Postoje tri glavne stvari koje otežavaju stvaranje energetske opreme. Prvo, materijali imaju vrlo ekstremna svojstva. Na primjer, lopatice plinske turbine moraju biti sposobne podnijeti temperature od 1500 stepeni i naprezanje od 300 MPa. Drugo, strukture su veoma komplikovane. Na primjer, generator pare u nuklearnoj elektrani ima desetine hiljada finih cijevi. Treće, uslužno okruženje je postalo teže. Na primjer, oprema za energiju vjetra na moru mora biti sposobna izdržati koroziju od slanog spreja i oštećenja od tajfuna. Ove osobine čine kontrolu kvaliteta u metalnom 3D štampanju tri puta teže:
Kontrola stabilnosti svojstava materijala: U teškim radnim okolnostima, štampani delovi ne smeju da pokvare na načine kao što su puzanje i lom usled zamora. Na primjer, lopatice plinske turbine napravljene od legure na bazi nikla- Inconel 718 trebaju tretman vrućim izostatičkim presovanjem (HIP) kako bi se riješile unutrašnje pore i učinile da lopatice traju više od dva puta duže od običnih odljevaka.
Geometrijska precizna kontrola zatvorene-petlje: Za precizne dijelove kao što su mehanizmi pogona kontrolne šipke u nuklearnim energetskim reaktorima, tolerancije veličine moraju biti unutar ± 0,05 mm. Jedna kompanija je svojoj SLM opremi dodala sistem mjerenja laserske interferometrije tako da može popraviti greške u obliku i položaju u realnom vremenu tokom štampanja. Ovo je podiglo stopu kvalifikacija za ključnu dimenziju sa 82% na 97%.
Potpuna pokrivenost pronalaženja nedostataka: Tehnologija koja stoji iza industrijskog CT skeniranja može pronaći greške mikro rupa promjera 0,02 mm ili više i stvoriti 3D modele tiskanih proizvoda. Kompanija koja proizvodi opremu za energiju vjetra postavila je bazu podataka o greškama i koristila algoritme za strojno učenje kako bi pametno pogledala CT slike. Time se skraćuje vrijeme potrebno za pronalaženje nedostataka sa 4 sata na 20 minuta.
2. Četiri stuba sistema kontrole kvaliteta celog procesa
(1) Kontrola performansi materijala na izvoru
Tri provjere kvaliteta praha: Postavite sistem za upravljanje serijama praha tako da možete testirati hemijski sastav (koristeći ICP-AES detekciju), raspodjelu veličine čestica (koristeći metodu laserske difrakcije) i protočnost (koristeći Hallov mjerač struje) na svakoj seriji metalnog praha. Jedna kompanija koja proizvodi energetsku opremu kaže da bi veličina čestica D50 praha od nehrđajućeg čelika 316L trebala biti između 25 i 35 μm, Holov protok trebao bi biti manji ili jednak 25s/50g, a sadržaj kisika manji ili jednak 0,05%.
Izgradnja baze podataka materijala: Napravite bazu parametara procesa sa 12 legura koje se često koriste u energetskom području. Ova baza podataka bi trebala uključivati važne informacije kao što je oblik bazena taline i vjerovatnoća da se različite serije praha sferoidiziraju pri određenim gustoćama energije. Na primjer, baza podataka otkriva da se najbolja gustoća (99,2%) i zatezna čvrstoća (320MPa) za leguru aluminija AlSi10Mg mogu postići snagom lasera od 350W i brzinom skeniranja od 1200mm/s.
(2) Kontrola procesa štampanja u realnom vremenu
Simulacija interakcije između više fizičkih polja: Koristimo softver ANSYS Workbench da radimo simulacije termičkog mehaničkog spajanja u procesu štampanja i otkrijemo kako će se zaostalo naprezanje rasporediti. Kompanija koja proizvodi opremu za nuklearnu energiju koristila je optimizaciju simulacije kako bi promijenila orijentaciju štampe sa Z- ose na ugao od 45 stepeni. Ovo je smanjilo stopu skupljanja ose Z- sa 0,8% na 0,3% i učinilo probleme ljuštenja međuslojeva mnogo rjeđim.
Korištenje kontrolnog sistema zatvorene{0}}petlje: Postavite infracrveni termometar i kameru za praćenje bazena taline u SLM opremu tako da vam može dati-informacije u stvarnom vremenu o veličini (greška ± 10 μm) i temperaturi (greška ± 5 stepeni) bazena taline. Ako širina rastopljenog bazena prelazi prethodno određenu vrijednost za 15%, sistem automatski mijenja snagu lasera i brzinu skeniranja kako bi otopljeni bazen održao stabilnim.
(3) Tačna kontrola tehnologije naknadne obrade
Optimizacija procesa termičke obrade: Osmišljena je dvostepena procedura žarenja za štampane dijelove od legure titana Ti6Al4V. Prvi korak je promena faze na 920 stepeni u trajanju od 2 sata. Drugi korak je rafiniranje strukture + faze na 730 stepeni tokom 4 sata. Zamorna čvrstoća štampanih delova porasla je za 40% nakon ove obrade, dostigavši 680MPa.
Integracija tehnologije modifikacije površine: Tehnika mikrolučne oksidacije (MAO) čini keramički premaz debljine 50 μm na površini dijelova koji će vjerovatno korodirati, uključujući ležajeve mjenjača vjetroturbina na moru. Ovo produžava trajanje otpornosti na koroziju raspršivanjem soli sa 500 sati na preko 2000 sati.
(4) Pametno poboljšanje kontrole kvaliteta
Mješavina ne-tehnologija za ispitivanje bez razaranja: Postavite tri-sistem za ispitivanje koji uključuje "industrijski CT, ultrazvučni fazni niz i ispitivanje vrtložnim strujama." Prvo koristite industrijski CT (rezolucija 10 m) za skeniranje cijele komore za sagorijevanje plinske turbine, koja ima 200 mm u prečniku. Zatim koristite fino testiranje ultrazvučnog faznog niza (rezolucija 0,1 mm) da provjerite sve regije koje izgledaju sumnjivo. Na kraju, koristite ispitivanje vrtložnim strujama da provjerite ima li pukotina na površini.
Kako koristiti tehnologiju digitalnog blizanaca: Napravite digitalne kopije odštampanih delova i pratite kako rade u realnom vremenu. Određena kompanija je dodala algoritam za predviđanje vijeka trajanja zamora svom digitalnom modelu blizanaca. Ovo može dati 6 mjeseci ranije obavijesti o određenim rizicima kvara opreme i smanjiti neplanirane zastoje za 65%.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-airplane-engine-stand.html