כיצד להשתמש בהדפסת תלת מימד מתכתית לייצור הילוכים במערכות הילוכים?

1. בחירת החומר הנכון: כיצד לאזן בין עלות וביצועים
הדפסת תלת מימד מתכתיתהילוכים צריכים להיות עשויים מחומר המאזן את היכולות המכניות, מאפייני העיבוד והעלות. החומרים הנפוצים ביותר כרגע הם נירוסטה, סגסוגת טיטניום, סגסוגת אלומיניום וגבוהים - פלדת סגסוגת ביצועים. לחומרים אלה יש את המאפיינים הבאים וניתן להשתמש בהם במצבים הבאים:
נירוסטה, כמו 316L
הוא מציע התנגדות טובה לקורוזיה ולחוזק בינוני, מה שהופך אותו לבחירה טובה עבור יישומים ברמה של כניסה {}} כולל עיבוד מזון וציוד כימי שצריכים להיות עמידים בפני קורוזיה. חברת מכשירים רפואיים מסוימים משתמשת בערכי מיקרו מודפסים של נירוסטה 316L 3D מודפסים, שחתכו את מספר החלקים בין 12 ל -3 תוך עמידה בתקן ISO 13485. זה גם חותך את זמן ההרכבה ב -70%.
סגסוגת טיטניום, כמו TC4, היא הבחירה הטובה ביותר בתעשיית המטוסים מכיוון שהיא אור (4.5 גרם/ס"מ re) ויש לה חוזק ספציפי גבוה (חוזק מתיחה גדול או שווה ל 900MPa). בואינג חתכה את משקל מערכת כונן האנטנה הלוויינית שלה ב- 40% על ידי הילוכים פלנטריים של סגסוגת טיטניום תלת מימדית. הם השתמשו גם בעיצוב אופטימיזציה של טופולוגיה כדי לגרום להילוכים להימשך ליותר מ 100,000 מחזורים.
סגסוגות אלומיניום, Alsi10mg כאלה, פופולריות מאוד בתעשיות האלקטרוניקה והרכב הצרכניות מכיוון שקל לעבוד איתם וזולים (בערך - שלישי המחיר של סגסוגות טיטניום). יצרנית רכב אנרגיה חדשה מסוימת מעסיקה הדפסת תלת מימד באמצעות סגסוגת אלומיניום כדי להכין הילוכים תיבת הילוכים. על ידי אופטימיזציה של מבנה הסריג הפנימי, משקל ההילוכים נחתך ב -35%, הרעש נחתך על ידי 5dB והעלות של כל רכיב נחתכת ב 22% בהשוואה לשיטות זיוף טיפוסיות.
אתה יכול לקבל קשיות מעבר ל- HRC45 על ידי שימוש בטיפול הקשוח משקעים על פלדת סגסוגת סגסוגת ביצועים גבוהה - כמו 17-4ph. זה עושה את זה טוב להילוכים תעשייתיים שצריכים להתמודד עם משקל רב. Additec ו- Amorphology פעלו יחד ליצירת חוט גמיש של הילוך גל קוטר בגודל 6 אינץ ', המודפס בתלת מימד עם פלדה 17-4 קמ"ש. זה מקצץ את השימוש בחומרים ב- 65% ועלויות הייצור ב 58%, תוך שמירה על מאפייני ההפוגה של אפס.
2. אופטימיזציה לעיצוב: מעבר מגבולות גיאומטריים לשילוב פונקציונלי
המאפיינים הפיזיים של טכניקות חיסור מגבילות את עיצוב ההילוכים המסורתי. מצד שני, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד משתמשת באופטימיזציה של טופולוגיה ובעיצוב ביומימטי כדי לשלב עמוק מבנה ותפקוד.
בקרה על פרופיל שיניים מעורב שהוא מדויק
הדיוק של פרמטרי פרופיל השיניים משפיע על מידת ההילוכים המעורבים. לתוכנת CAD כמו Fusion 360 יש מחולל הילוכים בנוי- בגנרטור הילוכים שיכול להבין אוטומטית מספרים חשובים כמו קוטר המגרש, זווית לחץ (בדרך כלל 20 מעלות), מודולוס ועוד. זה מוודא ששגיאת תיבת ההילוכים של הילוכים מודפסים בתלת מימד היא 0.01 מ"מ. באמצעות תכנון פרמטרי, חברה מסוימת שמייצרת רובוטים תעשייתיים הגדילה את היעילות של תיבת ההילוכים של הילוכים מפחיתים הרמוניים מודפסים בתלת מימד מ- 82% ל- 91%.
שימוש חדש במעגל מי קירור קונפורמי
קירור הילוכים מסורתי משתמש במרחצאות שמן או תרסיסים מבחוץ . 3 דפסת D, לעומת זאת, עשויה להכין נתיבי מים מורכבים בתוך ההילוך, ספירלות ועצים כאלה. Siemens Energy הפכה את טמפרטורות השטח של טורבינת הגז של הילוכים ליותר ב -25% וחיי העייפות התרמית שלהם יותר שלוש פעמים יותר על ידי תכנון מעגלי מים קירור פנימיים.
פריצת מבנה סריג קל משקל
עיצוב סריג יכול לקצץ במשקל הרבה תוך שמירה על כוח. חברה אחת שמייצרת מנועי מטוס מעסיקה ליבות הילוכים מודפסות תלת מימדיות מודפסות לייצור הילוכים בקוטר 200 מ"מ של 40% קלילים יותר. הם גם משתמשים באופטימיזציה של טופולוגיה כדי לחתוך את גורם ריכוז הלחץ ב- 60%.
3. תהליך ההדפסה: הבטחה כפולה למהירות ודיוק
הצעדים העיקריים בהילוכים להדפסת תלת מימד מתכת הם התכה בלייזר סלקטיבי (SLM) ותמצית אנרגיה מכוונת (DED). להלן הפרטים הטכניים שלהם והמצבים בהם ניתן להשתמש בהם:
תהליך ה- SLM: הכניסה לפעולה מיקרומטר - דיוק ברמה
טכנולוגיית SLM מעסיקה לייזר רב עוצמה כדי להמיס אבקת מתכת שכבה אחת בכל פעם, ומייצרת תבניות מדויקות בעובי שכבה של 0.02–0.1 מ"מ וחספוס פני השטח של RA פחות או שווה ל -3.2 מיקרומטר. ה- Platinum Blt - S1500 הוא מערכת סריקה שיתופית של 32 לייזרים שיכולה להדפיס הילוכים רבים בבת אחת בתא גיבוש בקוטר של 1.5 מטר. זה חותך את הזמן שלוקח להדפיס פריט אחד ב- 80% בהשוואה לשיטות קודמות.
תהליך DED: הכנת הילוכים גדולים בזול
טכניקת DED משתמשת בלייזר או קשת כדי להפקיד ישירות את חוט המתכת או האבקה לצורה. זה עובד טוב להילוכים גדולים בקוטר של יותר מ 500 מ"מ. אתה יכול להשתמש בראש לייזר Meltio Engine של Additec עם מכונות CNC כדי לעשות "הדפסת כרסום" הכל באחד. חברה שמייצרת תיבות הילוכים לטורבינות רוח משתמשת בטכנולוגיית DED להדפסת הילוכים פלנטריים בקוטר 1.2 מ '. זה מגדיל את כמות החומר המשמש מ -15% בזיוף מסורתי ל 85%, והוא מקצץ את הזמן הדרוש לעיבוד נוסף ב- 70% באמצעות ייצור מעורב.
Multi - הדפסת חומרים: דרך חדשה לפונקציונליות בדרגה
באמצעות מערכת האכלת אבקת קו כפול של DED Technology, אתה יכול לקבל חלוקת שיפוע של איכויות חומר באותו ציוד. ההילוך הבימטי של אמורפולוגיה בעל משטח שיניים עשוי מפלדת אל חלד מרטנסיטית גבוהה {}}} (HRC35) וגרעין העשוי מפלדת אל חלד אוסטניטית גבוהה {}}. זה גורם להילוך ללבוש - ולהשפיע על - עמיד, והוא נמשך שלוש פעמים יותר מאשר ציוד העשוי מחומר אחד בלבד.
4. הודעה - עיבוד: מעבר מחלקים מודפסים לחלקים עובדים
הילוכים מודפסים מתכת 3D צריכים לעבור צעדים נוספים כמו טיפול בחום, עיבוד דיוק וחיזוק פני השטח כדי להתאים לסטנדרטים הקפדניים של מערכת תיבות ההילוכים.
טיפול בחום: היפטר ממתח שאריות והפוך את הביצועים המכניים לטובים יותר
כדי להיפטר ממתח בין שכבות ולשפר את מבנה התבואה, הילוכים מודפסים בתלת מימד בדרך כלל זקוקים לחישול הקלה במתח (מחזיקים 500-600 מעלות למשך 2-4 שעות) וטיפול בפתרונות (מרווה ב 1050–1100 מעלות). באמצעות טכנולוגיית טיפול בחום, חברה מסוימת שעושה העברת רכב העלתה את חוזק המתיחה של הילוכים סגסוגת אלומיניום מודפסת תלת -ממדית מ- 320MPa ל- 380MPA ושיעור ההתארכות מ- 8% ל- 12%.
עיבוד דיוק: שליטה בסבולות לרמה המיקרומטרית
הילוכים מודפסים בתלת מימד יכולים להיות מדויקים ל- IT8 - רמות IT9 בהתחלה, אם כי מערכת תיבות ההילוכים בדרך כלל זקוקה לסבולות של IT6 - רמות IT7. מכונת הטחינה CNC של חמש צירים CNC יכולה לבצע חתכים מדויקים על משטחי שיני ההילוכים, עם שגיאת פרופיל שיניים של פחות מ- 0.005 מ"מ ושגיאת כיוון שיניים של פחות מ- 0.003 מ"מ. יצרנית של כלים לדיוק גבוה הורידה את רמת הרעש של הילוכים מודפסים תלת-ממדיים מ- 75dB ל- 62dB באמצעות גישה "טחינת הדפסה".
חיזוק פני השטח: מה שהופך אותו לעמידה יותר לבלאי וקורוזיה
טכנולוגיית חיפוי לייזר עשויה לשים ציפויים עשויים טונגסטן קרביד (WC) או ניקל - סגסוגות מבוססות על פני הילוכים, מה שמקשה עליהם כמו HRC60 ומעלה. חברה מסוימת שהופכת ציוד כרייה מציבה טכנולוגיית חיפוי לייזר על הילוכים מודפסים תלת -ממדיים. זה גרם להילוכים שלא טופלו בחמש פעמים יותר ארוך יותר והפחתת בלאי ב 80% בתנאים בוציים.
5. תרגול תעשייתי: מבדיקת אבות -טיפוס ועד לייצור הרבה מהם
הילוכים מודפסים בתלת מימד פלדה עברו משימוש במעבדות לשימוש במפעלים. כמה דוגמאות נפוצות הן:
תחום האווירי והחלל
מטוסי Airbus A380 משתמשים בהילוכים סגסוגת טיטניום מודפסת תלת -ממדית במערכת ציוד הנחיתה שלהם. מספר החלקים נכרת בין 27 ל -5, המשקל נכרת ב -45%וטמפרטורת פני השטח של ההילוכים נחתכת על ידי 30 מעלות בזכות בניית מעגל מים קירור פנימי. זה הופך את ציוד הנחיתה לאמין בהרבה.
תחום הרובוטיקה
לרובוט השיתופי של UR5 מהרובוטים האוניברסליים יש הילוכים מפחיתים הרמוניים של סגסוגת אלומיניום תלת מימדית המפחיתים את העומסים המפרקים ב -30% מכיוון שהם כל כך קלים. תכנון שיניים ביומימטי מקטין גם את שגיאת ההעברה מ- 0.5 קשת דקות ל 0.2 דקות קשת, מה שהופך את הרובוט למדויק יותר בזמן שהוא עובד.
שדה ציוד אנרגיה
State Power Investment Investment Corporation הדור הרביעי Genual Power Generator Steam Geartor Gear Mears מיוצר מחומר סגסוגת מבוסס 3D-,} חומר סגסוגת מבוסס. תכנון מעגל מים קירור קונפורמי הופך את יעילות העברת החום ל 92%. טכנולוגיית blockchain מאפשרת להתחקות אחר חומרי אבקה לאורך כל מחזור חייהם, השומר על ציוד כוח גרעיני מאובטח.