מהם המקרים האופייניים של הדפסת תלת מימד מתכת במכונות תעשייתיות כבדות?

1. מערכת הנעת ספינה: מהפכת "ייצור חכם" של להבי סילון משאבה
רקע המקרה: מדחפי ספינות הם מקורות הכוח העיקריים לצוללות ולספינות גדולות. הלהבים של מדחפים אלה צריכים להיות מסוגלים להתמודד עם תנאי נוזל מסובכים עם לחץ גבוה וזרימה מהירה. מכבשי פרזול גדולים משמשים בייצור מסורתי, אך בגלל מגבלות הגודל והתהליך של הציוד, קשה ליצור משטחים מסובכים ותעלות קירור פנימיות בבת אחת.
פריצת דרך בטכנולוגיה: הצוות של Zhang Haiou באוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה פיתח את טכנולוגיית ההדפסה התלת מימדית "Micro Casting and Forging", המשלבת תהליכי יציקת מתכת ותהליכי פרזול. היא מאפשרת ייצור משולב של להבי סילון משאבה עם חומרים תוספים וחסרי כאחד באמצעות התכה וזיוף סינכרוניים. לדוגמה, טכנולוגיה זו מקצצת את הזמן שלוקח לייצור דחף סילון משאבת ספינה גדולה מ-9 חודשים ל-3 חודשים. זה גם משפר את התכונות המכניות של חלקים ב-30%, הופך אותם למדויקים יותר ב-0.5 מ"מ עד 0.1 מ"מ, ומפטר מכל פגמי היציקה כמו סדקים ונקבוביות.
ערך לתעשייה: שיטה זו עוקפת את מגבלות הגודל של חלקי מתכת גדולים, כך שמערכות הנעת אוניות אינן צריכות להשתמש בציוד פרזול של 10,000 טון. זה מקצץ בהרבה את עלויות הייצור והזמן. נכון לעכשיו, נעשה שימוש בטכנולוגיות קשורות על נושאות מטוסים מקומיות, ספינות הובלה ענקיות של גז טבעי נוזלי וציוד כבד לאומי אחר. זה מסייע למגזר בניית הספינות להתקדם לקראת הפיכתו לחכם וירוק יותר.
2. "התאמה אישית מהירה" של גלגלי שיניים סולאריים לציוד קידוח נפט
רקע המקרה: יש להחליף את גלגל השיניים בסט הציוד הפלנטרי של אסדת הקידוח של מאסטר Drilling לעתים קרובות, אך הליך היציקה הרגיל נמשך שלושה חודשים כדי לספק, מה שמקשה לענות על צורכי חירום.
צעד גדול קדימה בטכנולוגיה: עם מערכת ההדפסה התלת מימדית של Desktop Metal של Desktop Metal, אתה יכול להדפיס, להסיר שומנים, לסנן גלגלי שיניים ולטפל בחום תוך שלושה שבועות בלבד באמצעות התזת דבק של אבקת מתכת. טכניקת הניטרידינג בפלזמה הפכה את קשיות פני הציוד ל-64 HRC, שהיא הרבה יותר גבוהה מ-45 HRC של חלקים מזויפים. זמן האספקה ​​קוצץ ב-80% ובמקביל קוצצו העלויות ב-60%.
ערך לתעשייה: מקרה זה מוכיח שהדפסת מתכת תלת-ממדית היא חסכונית ויעילה יותר לייצור קבוצות קטנות של חלקים מותאמים אישית לתעשיות כבדות. 3טכנולוגיית הדפסה D יכולה לספק "לפי{3}}ייצור לפי דרישה", להיפטר מהוצאות מלאי תבניות ולסייע באופטימיזציה של חזרות עיצוב לתעשיות עם מכונות גדולות ותחזוקה נרחבת של שמן.
3. תעופה וחלל: עיצובי חרירי רקטות חדשים המשתמשים ביותר מחומר אחד
רקע המקרה: מערכות הנעה רקטות צריכות לעבוד תחת טמפרטורות ולחצים גבוהים מאוד. חרירים מסורתיים מעסיקים רק חומר אחד, מה שמקשה למצוא פשרה בין עמידות בחום לבין מוליכות תרמית.
פריצת דרך טכנולוגית: InssTek ומכון המחקר האווירי והחלל של קוריאה עבדו יחד כדי ליצור את פיית הטילים הרב--חומרית הראשונה בעולם באמצעות טכנולוגיית השקעת אנרגיה מכוונת (DED). החלק הפנימי של הזרבובית עשוי מברונזה מאלומיניום, ויש תעלות קירור למילימטר. החלק החיצוני עשוי מ-Inconel 625, סגסוגת על בסיס ניקל-, וחלקי ההארכה עשויים מסגסוגת ניוביום C-103. הדפסה בשכבות וטיפול בחום מאפשרים חיבור של מתכות שונות ללא תפרים. בדיקות בעירה הראו שלחומר חוזק של 1200 MPa ומוליכות תרמית גבוהה ב-40%.
ערך לענף: רבהדפסת תלת מימד חומריתהטכנולוגיה מספקת פתרונות מותאמים אישית למגזר התעופה והחלל, עוברת את המגבלות של נהלים סטנדרטיים על שילובי חומרים. לדוגמה, רנישאו ייצר ארכובה אופניים מסגסוגת טיטניום עבור קבוצת הרכיבה הבריטית. לארכובה אלו מבנה סריג פנימי שהופך אותם לקלים יותר ב-30% בעודם חזקים, מה שעוזר להם להילחם על מדליות אולימפיות.
4. ציוד אנרגיה: "ייצור-חופשי" של כלי לחץ ענקיים
הרקע של המקרה: ייצור מכלי לחץ בדרך הישנה- כרוכה בשימוש בתבניות וריתוך, מה שנמשך זמן רב ועלול להוביל לדליפות. חברה פינית בשם ANDRITZ צריכה לייצר מיכלי נירוסטה-עמידים לחומצה עבור המגזר הכימי. המיכלים צריכים להיות ברוחב 900 מילימטר וגובה 1600 מילימטר. לחץ הבדיקה חייב להיות 111 בר, למרות שלחץ התכנון הוא 10 בר בלבד.
פריצת דרך טכנולוגית: באמצעות טכנולוגיית ייצור תוסף קשת (WAAM), חוט נירוסטה עמיד לחומצה-משמש כחומר גלם, וזרוע רובוט מנחה את הקשת כדי לבנות את גוף המיכל שכבה אחר שכבה. לא צריך תבניות בשביל הטכניקה הזו, וייתכן שהיא תיוצר תוך שבוע. הוא עבר את מבחן התקן EN 13445-3 ויש לו שיעור ניצול חומרים של 98%, שהוא 40% יותר משיטות ריתוך אחרות.
ערך תעשייתי: טכניקת WAAM טובה ליצירת כמעט-נטו של חלקי מתכת גדולים, מה שמקצר בהרבה את זמן המחקר והפיתוח של ציוד אנרגיה. הזרבובית של חמש יציאות לתנור קוק של ArcelorMittal, למשל, משלבת חמישה חלקים נפרדים לחלק אחד מודפס בתלת מימד. זה מקצץ את זמן הייצור מארבעה חודשים לשלושה שבועות ואת עלות התחזוקה בחצי.
5. אוטומציה תעשייתית: הדפסת מתכת תלת מימדית ללא כל מבני תמיכה
הרקע של המארז: כשאתה מדפיס מתכת בתלת-ממד בדרך הישנה-, אתה צריך ליצור מבני תמיכה כדי למנוע מהחומר להתכופף, אבל זה מבזבז הרבה חומרים ועולה הרבה כסף לסיום.
פריצת דרך טכנולוגית: יחידת עבודת ריתוך הלייזר שעליה עבדו יחד KUKA ו-HS Automation מאפשרת "הדפסה לא נתמכת" על ידי הזזת הרובוט KR IONTEC והשולחן המתהפך בו זמנית. כך למשל, הטכנולוגיה יכולה להדפיס צורות מסובכות בעובי דופן של 2 מילימטרים באמצעות כלי נירוסטה. זה מצמצם את כמות החומר בשימוש ב-98% ואת הזמן שלוקח לקצץ ב-75%. זה יכול גם להדפיס עם מספר חומרים שונים, כמו טיטניום וסגסוגות ברזל כרום ניקל.
ערך התעשייה: טכנולוגיית הדפסה ללא פיקוח מקלה על ייצור חלקים תעשייתיים גדולים, בעיקר לייצור כלים, ציוד מיוחד ודברים אחרים. לדוגמה, Huashu High Tech ייצר עבור Stark Future שלדת אופנוע חשמלי מסגסוגת טיטניום שניתן להדפיס בגדלים עצומים (720x420x650 מ"מ) באמצעות פתרונות ייצור תוספים מתמשכים (CAMS). זה הופך את הייצור ליעיל פי 4 ומוזיל עלויות ב-30%.