Чи може металевий 3D -друк створити складні структури рідинних каналів?

1. Технічний принцип: точне перетворення з цифрових моделей до відчутних структур.
Властивості шарування виробництва добавок - це те, що робить металевий 3D -друк корисним для виготовлення рідинних каналів. Наприклад, процес процесу для селективного лазерного плавлення (SLM) може бути розбитий на три етапи:
Цифрове моделювання: Використовуйте програмне забезпечення CAD, щоб зробити тривимірну модель рідинного каналу -, яка оптимізує шлях потоку, перехрестя - форма секцій та коефіцієнти шорсткості поверхні. Наприклад, мульти - пропорційний блок клапана для підводного обладнання для підводного обладнання використовує алгоритми AI для автоматичного створення топологічної структури маршруту потоку, яка знижує стійкість до рідини на 40%.
Шаруватого нарізання: Щоб зробити маршрут лазерного сканування, розріжте модель тонкими шарами, що становить від 20 до 50 мкм уздовж осі Z -. Інтелектуальна бібліотека процесів Platinum Technology може автоматично відповідати лазерній потужності, швидкості сканування та іншим налаштуванням для різних матеріалів. Це зберігає точність товщини стінки каналу під ± 0,05 мм.
Плавлення шару за шаром: високий - енергетичний лазерний промінь вибірково тане металевий порошок уздовж маршруту, захищаючи інертним газом. Це створює твердий, укладаючи шари поверх одного. Технологія плавлення електронів (EBM) використовує сканування електронного променя у вакуумному середовищі. Це добре для виготовлення важких матеріалів, таких високих - сплавів температури, які використовуються для виготовлення каналів охолодження для лопатей турбін двигуна літаків.
Цей метод виробництва "з нуля" робить необхідність у формах та ріжучих інструментах у традиційних процесах. Він також може безпосередньо створити будь -який складний канал потоку, включаючи геометричні форми, які важко зробити за допомогою традиційних методів, як -от канали спірального потоку, мульти - канали ступінчастої гілки та біоміметичне дерево -, як канали потоку.
2, ситуація для використання: проривна практика у царині високого - кінцевого виробництва
Аерокосмічний простір: Поширений випадок використання - це канал охолодження турбінних лопатей в авіаційному двигуні. Щоб поставити трубки для охолодження за допомогою традиційних методів лиття, вам доведеться просвердлити або зварювати їх разом. Це може спричинити витоки і зробити охолодження менш ефективним. І ви можете використовувати металевий 3D -друк для виготовлення внутрішнього каналу проточного лабіринту, який дозволяє охолоджувати газ рівномірно покривати поверхню леза. Це значно покращує тягу двигуна - до - коефіцієнт ваги. Насадка паливного двигуна Leap, виготовлена ​​GE, використовуючи технологію 3D -друку, поєднує 20 потокових каналів в один, що робить його на 25% легшим і на 15% більш ефективним паливом.
Біомедичний: Конструкція рідинного каналу в індивідуальних імплантатах має прямий вплив на те, наскільки добре може вилікувати тканини. Наприклад, 3D - надруковані імплантати тазостегнового тазостегна мають пористі канали з біоміметичними кістковими трабекулярними ознаками, які допомагають кістковим клітинам розмножуватися. Клінічний зворотний зв'язок демонструє, що час, який потрібно інтегрувати кістки, розрізаний навпіл. Maxwell Medical, розумна виробнича компанія в Xi'an, виробляла 3D - надрукований міжхребцевий прилад для злиття з внутрішнім потоковим каналом, який може імітувати кругообігу рідини природних міжхребцевих дисків. Це знижує ризик проблем після операції на 30%.
Енергія та потужність: 3D - Друковані потокові канал Теплообмінники підвищують ефективність передачі тепла на 20% та вирізання матеріалу на 40% за рахунок покращення геометрії потокового каналу в системі охолодження ядерних реакторів. Технологія Xi'an Ouzhong виробляла пластину потокового каналу титанового сплаву для сонячного обладнання, яка рівномірно розподіляє охолоджуючу рідину за допомогою мікрометра - дизайн потокового каналу. Це зберігає температуру монокристалічної печі в межах ± 0,5 градусів.
3, технологічний край: подвійний прорив у свободі дизайну та кращої продуктивності
Революція свободи дизайну: Традиційні процедури обмежені кутами, з якими форми можуть бути зруйновані та інструменти, які є наявними. Дизайн бігуна також повинен враховувати, наскільки легко виготовити друк . 3 d може зробити канали потоку під будь -яким кутом або кривою. Наприклад, клапанний блок Sino Power для підводного обладнання використовує 3D -друк для поєднання оригінальних отворів 12 процесів у 3 канали безперервного потоку. Це скорочує об'єм на 60%, а втрата тиску - на 25%.
Оптимізація продуктивності матеріалів: Металевий 3D -друк може створити дрібні зернові конструкції та зробити матеріали сильнішими, оскільки він швидко твердне. Частини проточного каналу, виготовлені з титанового сплаву TC4 Platinum Lite, мають міцність на розрив 1100 мпА, що на 15% сильніше, ніж пошкодження. Дизайн оптимізації топології також робить продукт на 30% легшим, що відповідає потребі авіаційної індустрії "Легка+висока - сили."
Економія вартості та часу у виробництві: Виготовлення традиційного корпусу гідравлічного клапана займає 12 кроків, таких як кастинг, обробка та зварювання, і може зайняти до 6 місяців . 3 d друк може перетворити сировину на завершені товари все в одному місці. Проект гідравлічного клапанного проекту Sino Power зменшив час доставки до двох тижнів і знизив вартість цвілі на 90%. 3 d друк - це більше вартості -, ефективна для невеликих пакетних на замовлення продуктів.
4. Технічні проблеми та способи їх обійти
Металевий 3D -друк має великий потенціал для виготовлення рідких каналів, але у нього все ще є три великі проблеми для вирішення:
Контроль шорсткості поверхні: шорсткість поверхні потокового каналу, виготовленого за допомогою процесу SLM, зазвичай RA250 - 400 мкм. Для досягнення критеріїв герметизації це потрібно знизити до Ra10 мкм або нижче за допомогою електролітичного полірування або пострілу. Університет Xi'an Jiaotong створив ультразвукову технологію SLM, що підтримує вібрацію, яка може зробити шорсткість поверхні потокового каналу Ra50 мкм, що скорочує кількість кроків, необхідних після обробки.
Пошук дефектів всередині потокового каналу: Важко бачити такі дефекти, як відсутність синтезу та пористості. Platinum Equipment розробило промислове обладнання для КТ, яке може знайти внутрішні недоліки на 0,1 мм. Швидкість виявлення недоліків зросла до 99,9% при використанні методом розпізнавання зображень AI.
Multi - Матеріальний композитний друк: Для того, щоб складні роботи рідини працювали, вам часто потрібно поєднувати різноманітні матеріали, як -от канали, які не кодують і структури, які дуже сильні. Технологія композиційної друку Xi'an Ouzhong Technology Technology дозволила каналам потоку титанового сплаву та конструкціями з нержавіючої сталі, які не є рівномірними. Ця технологія має міцність на розрив 400 МПа, що потребує морської інженерії.