Ar metalo 3D spausdinimas gali pagerinti įrangos stabilumą aukštos vibracijos aplinkoje?

一, Techninis įgalinimas: stabilios metalo 3D spausdinimo rekonstrukcijos įrangos projektavimo logika
1. Topologijos optimizavimas ir gardelės struktūra: keičiantis nuo „pasyvaus vibracijos sumažinimo“ iki „aktyvios vibracijos absorbcijos“
Tradiciniai būdai, kaip sumažinti įrangos vibraciją, apima išorines dalis, tokias kaip guminės pagalvėlės ir spyruoklės, kurios užima vietą ir gali susidėti laikui bėgant. Naudojant topologijos optimizavimo algoritmus, metalo 3D spausdinimas gali sukurti biomimetinių gardelių struktūras (tokias kaip korio, gardelės ir spiralinės gradiento struktūros) prietaiso viduje, remiantis tokiais veiksniais kaip vibracijos dažnis ir įtempių pasiskirstymas. Tai leidžia giliai integruoti struktūrą ir funkcijas.
Pavyzdžiui, įmonė panaudojo SLM technologiją, kad atspausdintų titano lydinio gardelės struktūrą, skirtą aušinimo siurblio sparnuotei iš atominės elektrinės. Vibracijos amplitudė buvo sumažinta 40%, o gardelės vienetų slopinimo savybės sugeria vibracijos energiją konstrukcijos viduje, o ne siunčiant ją į svarbias dalis. Tai išlaikė skysčių dinamikos našumą. Centrinės Pietų universiteto komanda taip pat panaudojo PEP (miltelių išspaudimo priedų gamybos) technologiją, kad pagamintų 93W/96W dvigubos medžiagos gradiento kietąjį lydinį. Šis lydinys sugebėjo sutvarkyti įtempių gradiento perėjimą vibracijos apkrovoje tolygiai paskleisdamas fazę sąsajoje, kuri sustabdė nuovargio įtrūkimus nuo formavimo tradicinėse suvirinimo struktūrose.
2. Multi - Medžiagos kompozicinis spausdinimas: pereinant nuo „vieno našumo“ į „Sistemos integraciją“
Aukšta - vibracijos įranga dažnai turi rasti pusiausvyrą tarp šviesos, stiprios ir atsparios rūdims. Tradiciniams metodams reikia sudėti daugybę skirtingų dalių, tačiau metalo 3D spausdinimas leidžia jums įnešti skirtingų medžiagų į gradientą, o tai leidžia jums atlikti zonos našumą vienoje dalyje. Pavyzdžiui, „Sublimation 3D“ naudoja atskirą dvigubos purkštukų sistemą, kad atspausdintų tiek nikelio - aukštą - temperatūros lydinio substratą, tiek volframo lydinio šiluminės barjero dangos tuo pačiu metu. „Blades“ šiluminio nuovargio atsparumas yra trigubas, o jų svoris sumažėja 15% esant aukštai - 1200 laipsnių temperatūros vibracijos aplinkai. Taip yra todėl, kad nanodalelės jungiasi stipriau kontakto metu. Lygiai taip pat „Baochen Xin Laser“ naudoja vieną - režimą/daugialypį - režimą Reguliuojamos šviesos taško dizainas, kad būtų galima atspausdinti kobalto chromo lydinio sluoksnį ant pelėsio ertmės paviršiaus, kuris yra labai kietas. Pagrindinėje srityje naudojamas lengvas aliuminio lydinys, kad greitai absorbuotų vibracijos energiją ant kietojo paviršiaus sluoksnio. Tai sumažina bendrą inerciją ir sumažina vibracijos sužadinimo šaltinius.
3. Defektų mažinimas ir našumo išlaikymas: pereinant nuo „bandymo ir klaidų“ iki „tikslaus valdymo“
Vibracijos aplinka yra labai jautri medžiagų trūkumams, o tradiciniai metodai dažnai palieka tokius trūkumus kaip poros ir įtrūkimai dėl pelėsių suvaržymų. Tai sutrumpina medžiagos nuovargio gyvenimą. Proceso parametrų reguliavimas ir internetinė stebėjimo technologija gali padaryti daug geresnį „Metal 3D“ spausdinimą, kad medžiagos būtų tankesnės ir nuoseklesnės našumui. Pavyzdžiui, Viskonsino universitetas Madisonas pridėjo 4,4 tūrio proc. Tai veikė, nes nanodalelės stabilizuoja lydymosi baseino svyravimus. Poringumas artėjo prie nulio, o grūdų dydis tapo daug mažesnis, todėl medžiagos nuovargio riba padidėjo 50%, kai jis vibruoja aukštais dažniais. Be to, „Leiming Laser's Lim - x“ serijos mašinos turi daugialypę - lazerio bendradarbiavimo nuskaitymo technologiją ir tikrą - laiko grįžtamojo ryšio valdymą. Spausdinant didelius titano lydinio spiralinius struktūrinius gabalus, tarpsluoksnio klaida laikoma ± 0,05 mm, kad įsitikintų, jog struktūra išlieka stipri, net kai ji vibruoja.
2, ką daro verslas: įprastas stabilumo naudojimas metalo 3D spausdinimo srityje
1. Aerospace: „Lengvas išgyvenimas“ vietose, kuriose yra daug vibracijos
Varikliai lėktuvams, raketų stiprintuvams ir kitai įrangai reikia dirbti ilgą laiką labai karštai ir labai aukštai - dažnio vibracijai. Kadangi jie yra tokie sunkūs, tradicinis nikelis - pagrįsti lydinio ašmenys greičiausiai sugenda dėl rezonanso. Naudodamas SLM technologiją, „GE Aviation“ spausdina „Leap“ variklio degalų purkštukus, kurie sujungia 20 dalių į vieną gabalą per integruotą dizainą. Dėl to purkštukai tampa 25% lengvesni. Interjero aušinimo kanale yra medis - kaip struktūra, imituojanti gamtą. Tai daro vibraciją - sukeltą šiluminį įtempį tolygiau pasiskirstant ir prailgina purkštuko tarnavimo laiką iki trijų kartų didesnis nei standartinių metodų. „Sublimation 3D“ volframo lydinio dalys, skirtos kosmose, taip pat naudoja PEP technologiją, kad išspręstų metalo deformacijos, kurią sunku ištirpinti, problemai. Jie gali išlikti stabilūs net ir aukštoje - temperatūros vibracijos aplinkoje, kurios reikia 3000 laipsnių, ir būtent to reikia giliai erdvės tyrinėjimo misijoms.
2. Railo tranzitas: „dviguba garantija“, užtikrinanti struktūros saugumą, triukšmo mažinimą ir vibracijos mažinimą
Aukštos - greičio geležinkelio vežimėliai, pavarų dėžės ir kitos dalys ilgą laiką yra veikiami takelio smūgio ir variklio vibracijos. Tradicinės suvirintos sistemos labiau linkusios į saugos problemas, nes jos gali išsiskirstyti nuo nuovargio. „China CRRC“ atspausdina „Titanium“ lydinio pelkių kryžminius semes, naudodamos SLM technologiją. Masė supjaustoma 30%, optimizuojant topologiją, o gardelės struktūra sugeria vibracijos energiją sijos viduje, todėl triukšmas vežimo viduje 5DB tylesnis. Tuo pačiu metu „Baochenxin Laser“ naudoja daugialypę - medžiagos kompozicinę spausdinimo technologiją, kad padengtų kobalto chromo lydinio dangą, turintį didelį kietumą pavaros paviršiuje gaminant geležinkelio tranzito pavarų dėžes. Pagrindinėje srityje naudojama aliuminio lydinio matrica, kad būtų galima atskirti vibracijos šaltinį (pavarų perjungimą) nuo krovinio laikančios konstrukcijos, o tai sumažina pavarų dėžės gedimo greitį 70%.
3. Energijos įranga: branduolinė ir vėjo jėga turi „anti - vibracijos atnaujinimą“.
Pavyzdžiui, branduolinės elektrinės pagrindinės siurbliai ir vėjo turbinos pavaros turi dirbti vietose, kuriose yra daug vibracijos ir radiacijos. Tikėtina, kad tradicinės medžiagos sugenda dėl korozijos vibracijos sujungimo. CGN naudoja metalinę 3D spausdinimą, kad būtų padaryta branduolinio energijos vožtuvo korpuso kopija. Vožtuvo kūno gyvenimo trukmė trunka nuo 5 iki 15 metų aplinkoje, kurioje vibracija pagreitėja 5G, o radiacijos dozė - 10 ⁶ Gy. Tai atliekama patobulinus srauto kanalo struktūrą, kad būtų sumažintas skysčio vibracijos sužadinimas ir naudojant nikelį - pagrindu pagamintos lydinio medžiagos, kad jos būtų atsparesnės korozijai. „Siemens Gamesa“ naudoja SLM technologiją, kad spausdintų planetų nešiklius pavarų dėžėms vėjo jėgainių pramonei. Lengvas dizainas inercijos momentą sumažina 40%, o vidinė gardelės struktūra sugeria vibracijos energiją vežėjo viduje. Tai daro pavarų dėžės transmisiją 3% efektyvesnę ir prailgina laikotarpį nuo gedimų iki 20 000 valandų.