Наскільки міцні деталі передачі виготовляються за допомогою технології металевого друку?

1. Матеріальна продуктивність: стрибок від "корисного" до "оптимального"
Прориви досліджень матеріалів зробили металевий 3D -друк тривати довше. Наприклад, титанові сплави, нікель - сплави, а високі - ентропійські сплави - це все високі - матеріали продуктивності. Їх друковані частини виконувались, а також або краще, ніж традиційні порядок у високій температурі - та високих ситуацій -.
Титановий сплав легкий і сильний.
3D -друк деталей передачі титанового сплаву є поширеним в аерокосмічній галузі. Наприклад, Bugatti виготовляє титанові сплави гальма, які важать лише 2,9 кг, використовуючи технологію плавлення лазерного порошку (PBF - фунт). Це зменшення ваги на 41,6% порівняно з традиційними потовпами. У той же час, конструкція оптимізації топології скорочує область концентрації напруги на 30% і зберігає міцність на розрив при 800 мпА при високій температурі 600 градусів, що саме необхідні системи гальмування F1.
Нікель - сплави, що протистоять корозії та втомі
3D -друк нікелю - валів сплавів на основі сплавів усунув проблему міжгранулярної корозії, яка відбувається в традиційних процедурах зварювання в нафтохімічній галузі. Після 100 000 випробувань втоми, деталі вала Inconel 718, які певна компанія виробляла за допомогою технології плавлення електронів (EBM), мала на 50% нижчу швидкість розповсюдження тріщин, ніж пошкодження. Під час процесу друку ростуть мало зернових структур зерна, що є ключем до того, щоб зупинити тріщини від запуску.
Високі ентропійські сплави можуть адаптуватися до широкого спектру середовищ.
Оскільки у них є кілька основних компонентів, високі ентропійські сплави можуть зберегти свою силу навіть при високих температурах. Високий сплав ентропії - для 3D -друку, який виготовляв певна дослідницька група, на 200% краще протистояти окисленню при високій температурі 600 градусів, ніж типовий нікель - сплави. Оптимізація топології зробила лопатки турбіни авіаційного двигуна на 30% легше, зберігаючи їх сильними та тривалі в 1,5 рази довше, ніж звичайні деталі.
2. Вдосконалення процесів: перехід від "ліплення" до "керованих продуктивності"
Міцність металевого 3D -друку залежить від матеріалу та того, наскільки добре керуються параметри процесу. Оптимізуючи такі фактори, як лазерна потужність, швидкість сканування та товщина шару таким чином, що працює разом, можна активно придушити внутрішні недоліки в частинах і контролювати якості тканини в певному напрямку.
Технологія придушення дефектів
Пори та тріщини - це найпоширеніші проблеми, які роблять друковані продукти менш міцними. Наприклад, за допомогою технології SLM техніка "острова сканування" ділить єдину зону сканування шару- на кілька невеликих островів і змінює напрямок сканування випадково. Це може значно знизити залишковий стрес і пористість з 3% до менше 0,2%. Ультразвукове тестування показало, що внутрішня щільність несправностей 3D -друкованих передач, виготовлених певною компанією, була на 80% нижчою, ніж у традиційних кастингу, а передачі тривали тричі довше, перш ніж вони зламалися.
Регулювання ефективності організацій
Контроль введення лазерної енергії дозволяє отримати розподіл градієнта розміру зерна в різних частинах деталі. Наприклад, високий - сканування щільності енергії використовується на кісточку валу передачі для створення тонкої - зони зміцнення (розмір зерна<10 μ m), which makes the material more resistant to wear. Low energy density scanning is used in the shaft area to create coarse grain regions (grain size 50–100 μ m) and make the material less brittle. Compared to regular parts, this "functionally graded material*" design makes 3D printed shaft parts work 40% better overall.
Технологія посилення після обробки
Гаряче ізостатичне пресування (стегна) та постріл - це два повідомлення - методи лікування, які можуть зробити друковані об'єкти ще більш довговічними. Після обробки стегна 3D -надрукована планетарна передача, виготовлена ​​певною компанією, має більшу щільність (від 99,2% до 99,95%) та більш високу міцність на ударну температуру (від 25 Дж/см² до 45J/см²). Обробка пострілу піднімає поверхневий стислий стрес до -600 мпА, а межа втоми -на 25%.
3. Випадок заявки: Від лабораторії до заводу, перевірка
Кілька галузей промисловості випробували витривалість металевих 3D -друкованих деталей передачі, і їх використання зростає з високого - кінцевого обладнання до повсякденних предметів.
Аерокосмічний простір: диск для турбін двигуна
Певна авіаційна компанія друкує нікель - на основі сплавих турбінних дисків за допомогою технології SLM. Робоча температура знижується на 50 градусів шляхом додавання внутрішніх конформних каналів охолодження, а вага знижується на 15% за рахунок оптимізації топології. Через 1000 годин тестування на лавці його високий - Температура повзучості зросла на 20% порівняно з регулярними пошкодженнями. Це означає, що він може задовольнити потреби нового покоління літальних двигунів.
Нові енергетичні машини: вал двигуна
Особлива автомобільна фірма використовувала 3D - надруковані піщані форми для здійснення тестових пробіжок комерційної картки води - вали двигуна. Конструкція внутрішніх спіральних каналів спіралі зробила теплову дисипацію на 40%, а вага зросла від 8 кг до 5 кг, що на 37,5% зменшується. Наха вісь ледь знизилася на 0,02 мм після 200 000 кілометрів реального - Всесвітнє тестування, що набагато менше, ніж стандартна межа проектування 0,1 мм для деталей.
Штучна спільна ручка - це медичний пристрій.
Певна медична компанія виготовляє титанові сплави стебла хіп -хіп за допомогою 3D -друку. Вага скорочується від звичайної 200 г до 120 г із конструкцією структури решітки, а пористість утримується від 60% до 80%, щоб допомогти кістковим клітинам рости. Після п'яти років клінічного наступного рівня -, час відновлення пацієнта після операції був скорочений на 30%, а швидкість, з якою протез знизився з 5%до 0,5%.