¿Cuál es el papel de la impresión 3D de metal para extender la vida útil del equipo?

1, Innovación estructural: ir más allá de los límites del diseño tradicional
Los métodos de procesamiento limitan el diseño de piezas de equipos tradicionales, y a menudo tienen que elegir entre hacer estructuras complejas y hacerlas más fáciles de hacer. La característica de la impresión 3D de Metal 3D Printing permite a los diseñadores sortear los límites de la fabricación sustractiva tradicional y crear nuevos diseños que sean livianos, sigan la forma del sistema de enfriamiento y duren más.
Optimización de topología: emplear "distribución precisa" de materiales para combatir el cansancio
En el aeroespacial, las cuchillas del motor a menudo se rompen porque están demasiado cansadas. Platinum Lite emplea tecnología de impresión 3D de metal para hacer las cuchillas como estructuras de red internas. Esto reduce la cantidad de material utilizado en un 30% mientras mantiene la resistencia. Este diseño de "hueco" hace que la distribución de estrés sea más uniforme y más que duplica la vida de la fatiga. De la misma manera, un cierto negocio de automóviles cambió el asiento del resorte de la válvula del motor a una estructura optimizada de topología -. Durante la prueba de durabilidad de 100,000 kilómetros, no hubo grietas, aunque las piezas falsificadas estándar exhibieron mucho desgaste a 80,000 kilómetros.
Forma - enfriamiento dependiente: empleando "control de temperatura preciso" para posponer la fatiga térmica
La fatiga térmica es una razón importante por la cual los moldes de fundición morir - no duran tanto como pudieron. La mayoría de los canales de enfriamiento en los moldes tradicionales son rectos, lo que hace que sea difícil cubrir áreas que están muy calientes. La tecnología de platino emplea la impresión 3D para hacer que los canales de enfriamiento en forma de espiral - se encuentren dentro de la aleación de aluminio de aluminio - moldes de fundición. Esto permite que el líquido de enfriamiento toque directamente la superficie de la cavidad del molde. Los datos de la prueba muestran que la amplitud de fluctuación de temperatura del moho optimizado ha bajado de 80 grados a 20 grados, el período entre grietas de fatiga térmica ha aumentado tres veces, y la vida útil ha aumentado de 20,000 veces a más de 50,000 veces. En Real - World Manufacturing, el troquel impreso 3D de Broadcom Precision - Insertos de molde de fundición ha durado más de 50,000 ciclos, con una dureza de impacto de 22J y una tasa de rendimiento del 100%.
Diseño liviano: reducir la carga mecánica mediante "reducción de peso y mejora de la eficiencia"
En el mundo de los robots industriales, el peso de las piezas de las articulaciones tiene un efecto directo en la carga del motor y en qué tan bien funciona la caja de cambios. Bolite hizo una articulación robótica impresa 3D - impresa para un negocio específico que reduce el peso en un 40% y lo hace un 15% más rígido mediante el uso de una estructura interior de panal. Los datos mundiales reales - muestran que la tasa de desgaste de la articulación optimizada ha disminuido en un 60% y el ciclo de mantenimiento ha aumentado de 3 meses a 9 meses.
2, Actualización de material: Cambiar "Adaptación universal" a "Personalización de rendimiento"
La impresión 3D de metal no solo altera cómo se diseñan las cosas, sino que también abre nuevas formas de hacer que las cosas duren más mediante el uso de nuevos materiales . 3 D La tecnología de impresión ha hecho posible "en - la demanda personalice" las propiedades de los materiales, desde altas-} aleaciones de la entropía hasta materiales compuestos hasta materiales gradientes a alteraciones de nano.
Aleaciones con mucha entropía: mejora de la resistencia a la corrosión a través de "muli - elemento sinergia"
La razón principal por la cual el equipo en la ingeniería oceánica no dura tanto es porque se oxide. La Academia de Ciencias de China realizó la aleación de alta entropía fecónica utilizando tecnología de impresión 3D, lo que asegura que la composición se extienda uniformemente. En una solución de NaCl al 3,5%, solo se corroe a una velocidad de 1/5 que el de acero inoxidable 316L típico. Después de cinco años de uso, la profundidad de corrosión de la superficie de este material en el asiento del rodamiento era inferior a 0,1 mm, mientras que los materiales típicos ya habían demostrado corrosión penetrante. Esto fue hecho por una compañía de energía eólica en alta mar.
Materiales de gradiente: empleando "zonificación funcional" para manejar situaciones de trabajo difíciles
Turbine discs in aircraft engines need to be able to handle both high temperatures (>600 °C) and high pressures (>300MPA) al mismo tiempo. Los materiales individuales tradicionales no son lo suficientemente buenos para esto. Platinum Technology emplea la impresión 3D para colocar un recubrimiento de Nicraly en el exterior del disco de la turbina. El interior está hecho de Ti6al4v, lo que hace una estructura de gradiente que es "dura por fuera y dura por dentro". Las pruebas han demostrado que el disco de turbina optimizado no se despegó a lo largo de la prueba de ciclo de alta temperatura de 1000 -} hora. El revestimiento tradicional, por otro lado, falló después de 500 horas.
Nano Modificación: "micro fortalecimiento" para hacer que el límite de fatiga sea más alto
La fractura por fatiga de los andamios de la aleación de titanio es un peligro clínico en el ámbito de las tecnologías médicas. El equipo de la Universidad Politécnica del Noroeste utilizó tecnología de impresión 3D para agregar partículas microcic 0.5% a la matriz TI6Al4V. Esto elevó el límite de fatiga del andamio de 450MPA a 620MPA. Los datos de lo siguiente - UP mostraron que los stents de la articulación de la cadera fabricados de este material no se rompieron después de 8 años de uso. En contraste, la tasa de fractura para los stents de material estándar después de 5 años fue del 12%.
3, de "reparación y remanufacturación" a "gestión de ciclo de vida completo", optimización de procesos
La impresión 3D de metal no solo es útil para hacer nuevas piezas, sino que también es muy importante para mantener, remanufacturar y actualizar equipos. Las empresas pueden administrar la vida útil de su equipo dinámicamente a través del método cerrado de bucle -} de "optimización de detección de impresión".
Remanufacturing: Cambiar la forma de las piezas de chatarra
El láser cuántico Zhongke utiliza la impresión 3D para rehacer las placas de cobre de cristaliser. Fijan la capa desgastada en la superficie de las placas de cobre viejas por revestimiento láser. Los datos de la prueba sugieren que la placa de cobre reparada dura de 1 a 7 veces más, lo que puede ahorrar a las compañías siderúrgicas más del 50% de sus pérdidas en espera y reducir el costo de hacer acero en un 3%. Este procedimiento también es mejor para el medio ambiente porque no contamina el aire con metales pesados ​​como la electroplatación regular. Se adapta a la tendencia de la fabricación verde.
Reparación y monitoreo inteligentes a través de Internet
Cierta compañía de aviación utiliza tecnología de impresión 3D y el Internet de las cosas para poner sensores de temperatura y estrés en las cuchillas del motor. Si los datos de monitoreo no son normales, el sistema hace un plan de reparación por sí solo y utiliza equipos de impresión 3D móvil para arreglar las cuchillas en el hangar. Este método hace que las alas del motor duren un 30% más y reduzcan los gastos de mantenimiento en un 40% cada año.
Optimización del costo de todo el ciclo de vida
Una caja de cambios de energía eólica, por ejemplo, dura 15 años y cuesta 2 millones de yuanes para hacer de la manera tradicional. Al usar la tecnología de impresión 3D, la vida útil se ha incrementado a 25 años, y el LCC ha sido reducido a 1.6 millones de yuanes por optimización de topología, mejoras de materiales y monitoreo inteligente. La optimización del diseño agrega 30%a la mejora de la vida útil, la actualización del material agrega 40%y el monitoreo inteligente agrega 30%.