Ce componente ale echipamentelor industriale sunt potrivite pentru imprimarea 3D a oțelului din aliaj de rezistență ridicat -?

Y
Aplicabilitatea de imprimare 3D a oțelurilor din aliaj de rezistență ridicat - (de exemplu, oțel martensitic în vârstă 18ni300, oțel de aliaj H13, 4140 scăzut - oțel aliaj) apare din caracteristicile lor metalurgice distincte și tehnici de fabricație aditivă și sinergice:
Controlabilitatea microstructurii
Caracteristica „Strat by Strat Melting Rapid Solidified” de imprimare poate regla activ dimensiunea și direcția boabelor din oțelul din aliaj. De exemplu, procedura selectivă de topire a laserului (SLM) poate face ca cerealele să facă din oțelul de vârstă martensitică 18ni300 mai mic până la nivelul micrometrelor. Acest lucru face ca rezistența la randament să fie cu 30% mai puternică decât metodele tipice de forjare. Institutul de metale de la Academia Chineză de Științe a constatat că reglementarea foarte bine a procesului de tratare a căldurii poate împiedica porii să se formeze și să facă din aliaj de titan mai mult de 50% mai rezistent la oboseală. Această metodă poate fi, de asemenea, utilizată pentru a îmbunătăți structura de cereale a oțelului din aliaj de rezistență ridicat -.
Capacitatea de a face structuri complicate
Oamenii folosesc adesea un nivel ridicat de - din oțel din aliaj de rezistență pentru a face piese care pot gestiona sarcini foarte grele, astfel de discuri de turbină pentru motoarele aeronave și vase sub presiune pentru centralele nucleare. În trecut, fabricația și sudare a trebuit să fie făcute separat. Cu toate acestea, cu imprimarea 3D, puteți face forme complicate, cum ar fi golurile interioare și canalele de răcire conformale simultan. NASA folosește Inconel 718, un aliaj bazat pe nichel - cu 18% crom și 9% molibden, pentru a face duze de motor rachetă cu imprimare 3D. Componentele rămân structural la temperaturi ridicate de 2000 de grade, deoarece la un design permeabil al canalului de răcire. Acest lucru nu este posibil cu turnarea obișnuită.
Utilizarea materialelor și scăderea costurilor
Folosind tehnologia tradițională de forjare, se folosește doar 50% până la 70% din material, dar imprimarea 3D poate utiliza mai mult de 90%. De exemplu, Arup a folosit imprimarea 3D pentru a face matrițe din oțel inoxidabil pentru mașini. Aceasta a redus greutatea fiecărei părți cu 75%, cantitatea de oțel utilizată cu 30%și eficiența producției de 10 ori. Pentru oțel din aliaj de rezistență ridicat -}, cum ar fi oțelul de instrumente H13, care costă 800 de yuani pe kilogram, folosind mai puțin material înseamnă economii mari la costuri.
2, Cazul de utilizare comună: Utilizarea industrială a imprimării 3D pentru a face oțel ridicat - din aliaj de rezistență
1.. Aerospațial: o dublă descoperire în piese ușoare și mari - Piese ale motorului aeronavei de rezistență. Platinum Lite face un caz ridicat de aliaj de temperatură - pentru industria aerospațială care utilizează aliaj bazat pe GH3039 -, care are 20% CR și 13% Co. folosind un design de optimizare a topologiei, greutatea este redusă cu 40%, în timp ce îndeplinește încă cerințele pentru rezistența la niveluri la o temperatură ridicată de 1000 grade.
Părți ale structurii unei nave spațiale: Echipa profesorului Zhang Haiiou a creat tehnologia de imprimare 3D „integrată de tipărire, forjare și frezare”. Această tehnologie a crescut - Piese din aliaj de aluminiu de forță care au o lungime de 500 cm, inclusiv echipamentul de aterizare și încărcarea - structura de rulment a avionului C919. Această tehnologie face procesele de casting, forjare și frezare în același timp. Acest lucru face ca piesele să fie de două ori mai puternice față de oboseală și reduce timpul de fabricație cu 60% în comparație cu metodele tradiționale.
2. Industria energetică și chimică: o garanție a rezistenței la coroziune și a stabilității la temperaturi ridicate
Instrumente electrice nucleare: Echipamentele partajate folosesc tehnica de pulverizare adezivă pentru oțelul cu putere nucleară cu imprimare 3D (astfel de SA - 508 GR.3 Oțel cu aliaj scăzut) și scapă de porii interni prin presare izostatică fierbinte (HIP) după fapt. Componentele pot rezista la 360 de grade și 17,2 MPa fără a coroda, ceea ce îndeplinește criteriile ASTM A923. Aceasta înseamnă că piesele turnate tipice pot dura de trei ori mai mult.
Extracția petrolului și a gazelor: Schlumberger folosește tehnologia de topire a fasciculului de electroni (EBM) la conectori de imprimare 3D pentru platforme Deep - de foraj pe mare. Conectorii sunt confecționate din oțel din aliaj cu 4140 scăzut -, care are 1% CR și 0,5% MO. Imprimarea în vid scapă de impurități și face ca piesele să fie 50% mai dure la -40 grade, ceea ce este ceea ce are nevoie de dezvoltarea petrolului și a gazelor în cercul arctic.
3. Fabricarea automobilelor: o nouă modalitate de a face lucrurile ușoare și utile
Baterie electrică auto: Volvo a folosit tehnologie de imprimare metalică cu spray rece 3D pentru a face paranteze de pachete de baterii. Au folosit oțel cu scule H13 (care are 5% CR și 1,5% V) și un proiect de structură biomimetică. Capacitatea de absorbție a energiei de impact a fost crescută, iar greutatea a fost redusă cu 35%. Aceasta respectă reglementările privind siguranța la coliziune pentru vehicule electrice.
Motor cu performanță ridicată: inelele de scaun a supapei din motorul BMW M - sunt confecționate din aliaj de titan (ti - 6al-4v) care a fost tipărit 3D. Inelele sunt apoi acoperite cu carbură de tungsten pe bază de nichel prin placarea laserului de suprafață. În comparație cu metodele standard de metalurgie cu pulbere, părțile sunt de patru ori mai rezistente la uzură la temperaturi de 900 de grade și durează de opt ori mai mult.
3, Probleme tehnice și soluții posibile: probleme importante care trebuie rezolvate înainte ca laboratoarele să poată deveni fabrici
Tipărirea 3D a lui High - Forță din aliaj Oțel oferă multe promisiuni, dar există încă trei probleme principale care trebuie rezolvate înainte de a putea fi utilizate la scară mare:
Controlul costurilor și viteza de imprimare
Mai este nevoie de 6 până la 8 ore pentru a imprima o mare parte, precum o coajă de motor de aviație. Costurile deprecierii echipamentelor și pulberea fac ca producția să fie costurile de 3 până la 5 ori mai mari decât metodele anterioare. Platinum BLT - S800 Multi - Tehnologia de imprimare paralelă laser poate face lucrurile de trei ori mai eficiente, iar tehnologia de recuperare a pulberii metalice poate scădea costul materiilor prime cu 40%.
Controlul stresului rezidual și al deformării
Când oțelul din aliaj de rezistență ridicat -} din aliaj de rezistență se răcește rapid, acesta poate provoca stres rezidual, ceea ce poate provoca îndoirea sau spulberarea pieselor. ADDUP și ECM Group au lucrat împreună pentru a crea o soluție de tratament termic care scade stresul rezidual în piese din aliaj Inconel 718 cu 70% și menține deformarea la sub 0,1 mm prin recoacere etapizată (izolație de 500 de grade timp de 2 ore + 700 tratament de îmbătrânire a gradului timp de 4 ore).
Creșterea numărului și a tipurilor de materiale
Right now, there are only a little over ten mature 3D-printed high-strength alloy steels. These steels are hard to use in really harsh conditions, such very high temperatures (>1200 grade) și coroziune semnificativă (ca în mediile H2S umede). Crearea de noi materiale compozite din ceramică metalică, un astfel de tic - 18ni300, împinge limitele materialelor. Poate fi la fel de greu ca HRC 65, care este cu 50% mai greu decât metalele pure. Acest lucru face bine pentru a face piese care nu se vor purta pe platformele de foraj cu mare adâncime.