Чи можна використовувати металевий 3D -друк для відновлення деталей промислового обладнання?

1. Технологічний прорив: стрибок від "ремонту" до "відродження"
Основна перевага металевого 3D -друку полягає в тому, що він може з великою точністю фіксувати складні геометричні конструкції. Наприклад, стандартне відновлення лез для двигунів літаків потребує ручного зварювання для виправлення пошкодження шару теплового бар'єру. Ця процедура може легко спричинити концентрацію теплового напруги, і відремонтоване лезо може тривати лише 60% до тих пір, поки оригінальна конструкція. Компанія Platinum Technology Co., Ltd. використовує технологію селективного лазерного плавлення (SLM) для успішного друку та виправлення отворів для охолодження передової плівки, що охолоджує леза, змінюючи інтенсивність лазера та шлях сканування. Відремонтовані лопатки пройшли через 2000 теплові цикли при високій температурі 1150 градусів без будь -яких тріщин або лущення покриття. Порівняно з попередніми процедурами, термін служби був на 40% довше, а цикл ремонту скорочувався з 30 днів до 72 годин.
Щоб вирішити проблему тріщин втоми в основних частинах високих - швидкісних залізничних каменів, CRRC придумав технологію реконструкції на основі плавлення електронного променя (EBM). На сайті Crack надруковано структуру міцності градієнта, отримуючи точну цифрову модель області тріщин через 3D -сканування та поєднуючи її з дизайном оптимізації топології. Це дає зону ремонту втому 92% базового матеріалу, тоді як традиційний ремонт зварювання може відновити лише 75%. Цей метод був використаний для виправлення CR400AF High - Швидкісні поїзди в партіях, скорочення вартості виправлення одного на 65% та заощадження понад 200 мільйонів юанів на рік на технічному обслуговуванні.
2. Нові матеріали: перехід від "неодруженості" до "декількох"
Ємність металевого 3D -друку для роботи з різними матеріалами є великою причиною, чому його можна використовувати при реконструкції. Для різних оперативних контекстів промислових машин, науково -дослідні та розробки створили цілий ряд спеціалізованих порошків сплаву:
Система сплавів для високих температур: GE Aviation зробила в 718 нікель - порошок сплаву для спалювання камери стрибків двигунів. Міцність довговічності друкованих деталей на 650 градусів більше або дорівнює 900 МПа, що відповідає вимогам високих умов роботи літальних двигунів. Це можливо, оскільки розподіл розміру порошку (D 50=45 мкм) та концентрація кисню (<50ppm) are controlled.
Система матеріалів, які не зношуються: WC Co Hard Shoil Composite порошок був виготовлений університетом Xi'an Jiaotong для використання в деталях зносу для гірничих машин. Зуби з різанням тунельної машини, виготовленої за допомогою технології лазерного селективного спікання (SLS), втричі більше зносу - стійкі, ніж звичайні ковані деталі, і мають твердість HRC68. Життя служби зараз 12 місяців.
Система легкої матеріали: BMW Group використовує порошок титанового сплаву TI-6AL-4V, щоб знову зробити корпус двигуна для електричного транспортного засобу IX3. Оптимізуючи топологію конструкції, вага корпусу скорочується на 35%, а ефективність розсіювання тепла покращується на 22%. Це призводить до щільності моторного потужності 6,8 кВт/кг, що є найвищим у цій галузі.
3. Інтеграція процесу: перехід від "однієї точки" до "повного ланцюга"
Сучасний металевий 3D -друк та ремонтне виготовлення створили повний технічний ланцюг, який включає "Публікація для друку виявлення -."
Інтелектуальна система виявлення: модуль NX AM AM Siemens Industrial Software може поєднувати дані з лазерних сканерів та виявлення ультразвукових недоліків, автоматично створювати 3D -моделі областей несправностей та досягти точності виявлення 0,02 мм, що в 10 разів точніше, ніж вимірювання вручну.
Процес адаптивного друку: Platinum BLT - S800 має багато - систему лазерної співпраці, яка може змінити потужність і швидкість лазерів, залежних від форми предметів. При друкуванні певного виду направляючої лопатки газової турбіни система автоматично знаходить тонку - область стіни (товщина<1mm) and lowers the laser power from 300W to 200W. It also speeds up the scanning from 1000mm/s to 1500mm/s to keep the thin-walled area from changing shape by more than 0.05mm.
Цифрова публікація - Обробка: гарячий ізостатичний натискання (HIP) Airbus- Метод обробки може зробити друковані компоненти SLM щільнішими, переходячи від 99,2% до 99,95%, що позбавляється від несправностей у внутрішніх порах. Порівняно з необробленими частинами, термін втоми A350XWB Bending Gear Struts, які обробляли стегнами, в п'ять разів довше і на 98% до тих пір, як і ковані частини.
4. Економічний аналіз: зміна від "високої вартості" до "шкали"
Коли швидкість локалізації обладнання зростає, а вартість матеріалів знижується, металевий 3D -друк ремонту стало більш економічно життєздатним і набув переваги над своїми конкурентами.
Оптимізація структури витрат: Проект ремонту для певного блоку циліндрів автомобіля двигуна показує, що вартість одного шматка, виготовленого за допомогою традиційного процесу кування та обробки, становить 1200 юанів, тоді як вартість одного шматка, виготовленого за допомогою процесу друку SLM, становить 850 юанів. Вартість порошкових матеріалів знизилася з 60% до 45%, тоді як вартість амортизації обладнання та використання енергії знизилася з 25% до 18%.
Скорочення витрат на запаси: Rolls Royce створює 3D - надрукований цифровий склад для авіаційних запасних частин, скорочуючи вартість глобальних запасів з 4,2 мільярда до 1,8 мільярда доларів і скорочуючи час, коли літаки клієнтів не працюють з 72 годин до 8 годин. Це економить авіакомпанії понад 500 мільйонів доларів на рік експлуатаційних витрат.
Вплив масштабу на виробництво: Platinum BLT - W Series Arc Additive Manufacturing (WAAM) Обладнання може зробити частини авіаційної структурної структури діаметром 2,5 метра, які формуються разом. Час, необхідний для друку однієї штуки, на 80% менше, ніж у типовому виробництві процесу Multi -, а швидкість використання матеріалів переходить від 35% до 92%. Це дозволяє масово виробляти величезні структурні компоненти, які були відновлені.