Чи високий - Температурний сплав підходить для друку деталей парового обладнання?

一, технологічні переваги 3D -друку з високими сплавами температури -: подолання меж традиційного виробництва
1. Здатність робити складні структури
Виготовляючи порожнисті леза для парових турбін за допомогою типової техніки кастингу інвестицій, для сплалізації каналів охолодження потрібно багато кроків. Це означає, що використовується менше 10% матеріалу, а лопатки, ймовірно, мають вад зварювання. Через лазерне селективне плавлення (SLM) або процедури плавлення електронів (EBM), технологія 3D -друку може безпосередньо надрукувати складні функції, такі як конформні канали охолодження та решітки. Наприклад, лопатки турбін, які Platinum Technology надрукована для певної газової турбіни, зробили охолодження на 30% більш ефективним і зробили лопатки на 25% легшими. Це значно покращило теплову ефективність та експлуатаційну стабільність парового обладнання.
2. Здатність покращити якості матеріалів
Коли високі сплави температури - 3D надруковані, швидкість охолодження 106–108 градусів /с може створювати ультратонкі зернові візерунки і навіть аморфні фази. Це робить матеріал сильнішим і стійкішим до втоми при високих температурах. Avic Maite's In738 High - Порошок температурного сплаву, виготовлений за допомогою 3D -друку, має міцність виходу 900 мПа для лопатей газової турбін при високій температурі 1200 градусів. Це на 15% більше, ніж традиційні кастинги. Крім того, використання алгоритмів AI, щоб допомогти оптимізувати параметри процесу (така зміна лазерної потужності та швидкості сканування на льоту) може забезпечити вам тонкий контроль над мікроструктурою матеріалу та допомогти вам дізнатися більше про потенціал продуктивності високих - сплавів температури.
3. Зниження витрат і час, необхідний для виготовлення речей
Виготовлення високих - частин температурного сплаву Старий - Модний спосіб займає 12 кроків, таких як виплавка, кування та термічна обробка, і може зайняти до шести місяців. За допомогою режиму "цифрова модель прямого формування" технологія 3D -друку скорочує цикл виробництва до менш ніж двох тижнів. Xi'an Bolite використовував технологію SLM для друку турбінних дисків для компаній авіаційних двигунів. Це дозволило швидко ітерувати ключові компоненти в паровій техніці. Компанія змогла використати 90%матеріалу замість звичайних 15%, а вартість кожної частини знизилася на 40%.
2, проблема друку частин парових обладнання для промислового використання: розрив між лабораторією та майстернею
1. Проблеми з підтримкою процесу стабільним
Коли високі сплави температури - 3D надруковані, лазер і порошок взаємодіють у чотирьох різних станах: тверда, рідина, газ та плазма. Це змушує розплавлений басейн поводитися складно і змінюється. Наприклад, коли SLM друкує сплав Enconel 718, якщо швидкість сканування не знаходиться в ідеальному діапазоні, такі дефекти, як переломи та пори, можуть відбутися, а це означає, що менше 70% частин кваліфіковані. Крім того, проблема деформації викривлення, спричинена накопиченням залишкового стресу, особливо погана при друку великих деталей парової техніки (як стіни котлової мембрани). Це потрібно зафіксувати за допомогою додаткових кроків, таких як попереднє нагрівання підкладки та стрес вивільняють теплову обробку.
2. Гарантія послідовної продуктивності матеріалу
Продуктивність усіх частин парового обладнання повинна бути дуже послідовною. Наприклад, трубки з теплопередачі в атомних електростанціях повинні тривалий час працювати при 360 градусах та 17,2 МПа. Будь -які зміни в роботі в певній області можуть бути небезпечними. Однак невеликі зміни розподілу розмірів порошків частинок, щільність порошку та інші параметри протягом процесу 3D -друку можуть спричинити відмінності в розмірі зерна та розподілу фаз опадів у різних частинах продукту. Лише кілька вітчизняних компаній, як Huashu High Tech, створили системи для відстеження порошкової партії та онлайн -платформ моніторингу, щоб зберегти зміни в межах ± 5%. Однак все ще важко досягти високих специфікацій для компонентів ядерної потужності.
3. Немає системи стандартизації
Глобальні стандарти сертифікації 3D - надруковані високими - деталей сплаву температури ще не закінчені. ASTM International опублікував "Загальні вимоги до виробництва добавок металевих матеріалів", але все ще існує розрив у методологіях тестування для певних робочих ситуацій парових обладнання, таких як окислення на стороні пари та корозію водяною парою. Вітчизняна компанія зробила пакети з перегрівачами для теплових електростанцій, але процес прийняття проекту був продовжений на 18 місяців, оскільки не було спеціальних стандартів тестування для таких речей, як висока міцність на витривалість та пара окислення пари. Це зробило проект більш ризикованим для індустріалізації.
3, прорив у сценаріях додатків: від пілота до повної - шкали
1. Переміщення технологій від однієї галузі до іншої в аерокосмічній
При проектуванні деталей гарячого кінця як літальних двигунів, так і парових турбінах потрібні такі речі, як ефективне охолодження та легкі. GE використовував 3D -друк, щоб зробити насадку для палива двигуна, яка поєднує 20 частин в одну. Ця методика також успішно використовується для виготовлення насадок парових турбін. Китайська компанія Ouzhong, надрукована регуляторним ядром клапана для ультра - надкритичної теплової одиниці. Ця конструкція зменшила вагу на 35% і прискорила час реагування на регулювання до 0,2 секунди, значно покращуючи динамічний контроль продуктивності парового обладнання.
2. Індивідуальні потреби в ядерній енергетиці
Четверті - ядерні реактори генерації, як натрію - швидко охолоджуються реакторами та розплавленими сольовими реакторами, мають більш жорсткі критерії для матеріалів, що використовуються в парогенераторах. Наприклад, їм потрібно залишатися стабільними в умовах з високими температурами та суворим випромінюванням понад 600 градусів . 3 d друку може дозволити майже складним - до - машинних металів (такий GH1333), скоротити кількість зварних суглобів та зменшити ризик радіоактивного просочення. Інститут металевих досліджень в Китайській академії наук розробив 3D - надруковану трубку для обшивки GH1333, яка на 20% краще протистояти набряку, ніж традиційні екструдовані трубки при тестуванні в імітованих умовах аварій. Це надає технічну підтримку локалізації обладнання для ядерної енергії.
3. Швидкі зміни в промислових котлах
Технологія 3D -друку може допомогти крихітному та модульному паровому обладнанню швидко рости в галузі розподіленої енергії. Наприклад, одна компанія використовує технологію SLM для виготовлення пальників для котлів з біомаси. Конструкція біоміметичного потоку каналу збільшує ефективність згоряння на 12% і скорочує час, необхідний для переходу від проектування до доставки до 45 днів, що втричі швидше, ніж стандартні методи. Надалі зможе персоналізувати та зробити парову техніку на вимогу за допомогою цифрової технології -близнюків та 3D -друку.