Care sunt cazurile tipice de imprimare 3D din metal în mașinile industriale grele?

1. Sistem de propulsie a navei: revoluția „smart manufacturing” a paletelor cu jet pompe
Contextul cazului: Elicele navelor sunt principalele surse de energie pentru submarine și nave mari. Paletele acestor elice trebuie să poată face față unor condiții complicate de fluide cu presiune ridicată și debit rapid. Presele mari de forjare sunt folosite în producția tradițională, dar din cauza dimensiunii și a restricțiilor de proces ale echipamentului, este greu să se realizeze suprafețe complicate și canale de răcire interioare simultan.
Revoluție în tehnologie: echipa lui Zhang Haiou de la Universitatea de Știință și Tehnologie Huazhong a dezvoltat tehnologia de imprimare 3D „Micro Casting and Forging”, care combină procesele de turnare și forjare a metalelor. Permite fabricarea integrată a paletelor de jet pompe cu materiale aditive și subtractive prin topire și forjare sincronă. De exemplu, această tehnologie reduce timpul necesar pentru realizarea unui propulsor cu reacție cu pompă mare de la 9 luni la 3 luni. De asemenea, îmbunătățește proprietățile mecanice ale pieselor cu 30%, le face mai precise cu 0,5 mm până la 0,1 mm și elimină toate defectele de turnare, cum ar fi fisurile și porii.
Valoare pentru industrie: această metodă depășește limitele de dimensiune ale pieselor metalice mari, astfel încât sistemele de propulsie ale navelor nu trebuie să utilizeze echipamente de forjare de 10.000 de tone. Acest lucru reduce costurile de producție și timpul de producție cu mult. În prezent, tehnologiile conexe au fost utilizate pe portavionele interne, navele uriașe de transport de gaze naturale lichefiate și alte echipamente grele naționale. Acest lucru ajută sectorul construcțiilor navale să devină mai inteligent și mai ecologic.
2. „Personalizare rapidă” a angrenajelor solare pentru echipamentele de foraj petrolier
Contextul cazului: angrenajul solar din angrenajul planetar al instalației de foraj Master Drilling trebuie înlocuit des, dar procedura obișnuită de turnare durează trei luni, ceea ce face dificilă satisfacerea nevoilor de urgență.
Un mare pas înainte în tehnologie: cu sistemul de imprimare 3D Studio de la Desktop Metal, puteți imprima, degresați, sinterizați și tratați termic angrenajele în doar trei săptămâni folosind tehnologia pulverizării cu adeziv cu pulbere metalică. Tehnica de nitrurare cu plasmă a făcut ca duritatea suprafeței angrenajului să fie de 64 HRC, ceea ce este mult mai mare decât 45 HRC a pieselor forjate. Timpul de livrare a fost redus cu 80%, iar costurile au fost reduse cu 60% în același timp.
Valoare pentru industrie: acest exemplu demonstrează că imprimarea 3D din metal este mai rentabilă și mai eficientă pentru realizarea de loturi mici de piese personalizate pentru industriile grele. 3Tehnologia de imprimare D poate oferi „producție la-la cerere,” scăpa de cheltuielile cu stocul de matrițe și poate ajuta la optimizarea iterațiilor de proiectare pentru industriile cu mașini mari de exploatare și exploatare petrolieră atât de extinse.
3. Aerospațial: noi modele de duze pentru rachete care folosesc mai mult de un material
Contextul cazului: Sistemele de propulsie cu rachete trebuie să funcționeze la temperaturi și presiuni foarte ridicate. Duzele tradiționale folosesc un singur material, ceea ce face dificilă găsirea unui compromis între rezistența la căldură și conductibilitatea termică.
Revoluție tehnologică: InssTek și Institutul de Cercetare Aerospațială din Coreea au lucrat împreună pentru a crea prima duză de rachetă cu mai multe-materiale din lume, folosind tehnologia de depunere a energiei direcționate (DED). Interiorul duzei este realizat din bronz aluminiu și există canale de răcire pe milimetru. Exteriorul este realizat din Inconel 625, un aliaj pe bază de nichel-, iar piesele de extensie sunt din aliaj de niobiu C-103. Imprimarea stratificată și tratamentul termic fac posibilă conectarea diferitelor metale fără cusături. Testele de ardere au arătat că materialul are o rezistență de 1200 MPa și o conductivitate termică cu 40% mai mare.
Valoare pentru industrie: Multimaterial de imprimare 3Dtehnologia oferă soluții personalizate pentru sectorul aerospațial, depășind constrângerile procedurilor standard privind combinațiile de materiale. De exemplu, Renishaw a fabricat biciclete din aliaj de titan pentru echipa britanică de ciclism. Aceste manivele au o structură interioară de zăbrele care le face cu 30% mai ușoare, în același timp fiind puternice, ceea ce îi ajută să lupte pentru medaliile olimpice.
4. Echipamente energetice: „Fabricare-liberă de mucegai” a recipientelor sub presiune gigant
Contextul cazului: realizarea vaselor sub presiune în mod-de modă veche implică utilizarea matrițelor și sudarea, ceea ce durează mult și poate duce la scurgeri. O firmă finlandeză numită ANDRITZ trebuie să fabrice recipiente din oțel inoxidabil rezistente la acizi-pentru sectorul chimic. Containerele ar trebui să aibă 900 de milimetri lățime și 1600 de milimetri înălțime. Presiunea de testare trebuie să fie de 111 bar, chiar dacă presiunea de proiectare este de doar 10 bar.
Revoluție tehnologică: folosind tehnologia de fabricație aditivă cu arc (WAAM), sârma din oțel inoxidabil rezistent la acid-este folosită ca materie primă, iar un braț robot ghidează topirea arcului pentru a construi strat cu strat corpul containerului. Nu aveți nevoie de matrițe pentru această tehnică și poate fi produsă într-o săptămână. A trecut testul standard EN 13445-3 și are o rată de utilizare a materialului de 98%, care este cu 40% mai mare decât alte metode de sudare.
Valoare în industrie: tehnica WAAM este bună pentru formarea aproape-netă a pieselor metalice mari, ceea ce reduce foarte mult timpul de cercetare și dezvoltare pentru echipamentele energetice. Duza pentru cuptorul de cocserie cu cinci ieșiri a ArcelorMittal, de exemplu, combină cinci părți separate într-o singură parte imprimată 3D. Acest lucru reduce timpul de producție de la patru luni la trei săptămâni și costul de întreținere la jumătate.
5. Automatizare industrială: imprimare metal 3D fără nicio structură de sprijin
Contextul carcasei: atunci când imprimați 3D metal în mod-mod vechi, trebuie să creați structuri de susținere pentru a preveni îndoirea piesei de prelucrat, dar acest lucru irosește o mulțime de materiale și costă mulți bani pentru a finaliza.
Revoluție tehnologică: Unitatea de lucru pentru sudare cu laser la care au lucrat împreună KUKA și HS Automation permite „imprimarea nesuportată” prin deplasarea simultană a robotului KR IONTEC și a mesei de răsturnare. De exemplu, tehnologia poate imprima forme complicate cu o grosime de perete de 2 milimetri folosind unelte din oțel inoxidabil. Acest lucru reduce cantitatea de material folosită cu 98% și timpul necesar pentru tăiere cu 75%. De asemenea, poate imprima cu o serie de materiale diferite, cum ar fi aliajele de fier titan și crom nichel.
Valoarea industriei: tehnologia de imprimare nesupravegheată face mai ușoară realizarea de piese industriale mari, în special pentru fabricarea de unelte, echipamente speciale și alte lucruri. De exemplu, Huashu High Tech a produs un cadru de motocicletă electric din aliaj de titan pentru Stark Future, care poate fi imprimat în dimensiuni enorme (720x420x650mm) folosind soluții de fabricație aditivă continuă (CAMS). Acest lucru face producția de patru ori mai eficientă și reduce costurile cu 30%.