אילו שיפורים יכולים ייצור תוספים להביא לייצור מדחסים?

1. פריצת דרך בחופש העיצוב: בניית מבנים מורכבים עם הנדסה
הבעיה העיקרית שעומדת בפני יצרני המדחס המסורתיים היא הקונפליקט בין הצורך לשפר את הביצועים האווירודינמיים לבין הקושי לעבד מבנים מסובכים. כדוגמה, המפזר המתכוונן של מדחס צנטריפוגלי צריך להיות מסוגל להתכופף בזוויות מרובות בטווח של כמה מילימטרים. עיבוד הציר המסורתי של חמש - צריך להדק את חומר העבודה מספר פעמים, מה שגורם למומים עם השטח להצטבר ולא מאפשר ליצור את ערוץ הזרימה הטוב ביותר מכיוון שהכלים נכנסים בדרך.
המכון לתרמופיזיקה הנדסית של האקדמיה הסינית למדעים עשה צעד גדול קדימה על ידי שימוש בטכנולוגיית התכה לייזר סלקטיבית (SLM) ו- 1.2709 Die Steel להדפסת מפזר מתכוונן עם 12 תעלות לחץ נפרדות בבת אחת. הרכיב מגלה על ידי גילוי שגיאות פני השטח כי הסטייה של כל חורי הכניסה מוסדרת בתוך 0.3 מ"מ, שהיא גדולה ב -40% מהדיוק הרגיל של התהליך. הדפסת תוספים מאפשרת גם לצוות העיצוב להפוך את עקומת נתיב הזרימה הטובה ביותר בסימולציה אווירודינמית למבנה מוצק. זה הופך את המפזר ליעיל ב -8% ומגדיל את טווח זרימת התפעול ב- 15%.
באזור מדחסי הברגים הסיבוביים, חופש העיצוב הזה ברור גם הוא. הרובוט של מליו - טכנולוגיית חיפוי משולבת נפטרת מהתהליך המשעמם של עיבוד זיונים מסורתי על ידי הדפסה ישירה של ברגי נירוסטה 316L בחלק העליון של הסורגים שכיולו במדויק. חלק הבורג שהודפס הוא 75 × 75 × 230 מ"מ ובעל חספוס פני השטח של RA0.8 מיקרומטר. מרווח הבורג נשמר בטווח של 0.05 מ"מ, שהוא מדויק פי שלושה משיטות מסורתיות, בזכות חמש - עיבוד דיוק של ציר.
2. קפיצה גדולה ביעילות הייצור: ממחזורים חודשיים ועד משלוחים שבועיים
בדרך המסורתית להכין מדחסים יש הרבה "מחסומי זמן". לדוגמה, הפיכת המפזר המתכוונן למדחס הליבה של מערכת אחסון אנרגיית אוויר דחוסה של 100 מגה -וואט אורכת 12 שלבים, כולל רכש זיוף (שבועיים), עיבוד גס (3 ימים), טיפול בחום (5 ימים), עיבוד דיוק (שבוע), הרכבה והזמנה (3 ימים), ומחזור כולל של 6-8 שבועות. שיטת "פוסט ההדפסה - עיבוד" של טכנולוגיית ייצור תוספות מקצרת את זמן המחזור לפחות מעשרה ימים.
למכון ההנדסי תרמופיזיקה יש נתונים אמיתיים - עולמי המציין הדפסת SLM של מצעי מפזר אורכים רק 36 שעות. עם אוטומציה שתעזור בלחיצה איזוסטטית חמה (ירך) וניקוי פני השטח לאחר ההדפסה, מחזור המסירה כולו נחתך ב- 75%. עלייה זו ביעילות מועילה יותר במצבי תחזוקת חירום. לדוגמה, חברה כימית נאלצה פעם לסגור ייצור מכיוון שמדחף מדחס נשבר לפתע. באמצעות טכנולוגיית ייצור תוספות, לקח רק 72 שעות לעבור מעיצוב CAD להחלפת רכיבים רזרביים, וחוסך את המשק עשרות מיליוני דולרים.
הכלכלה של ייצור תוספים חזקה עוד יותר מכיוון שהיא משתמשת בהרבה יותר חומרים. בעבר, יצירת מדחסי בורג פירושה שמשקל החסר של הזיוף היה לעתים קרובות פי 3 עד 5 מזה של המוצרים המוגמרים. עם זאת, שיטת החיפוי של מליו שומרת על אובדן מהותי בפחות מ- 5%. אם חברת מדחס מייצרת 5,000 יחידות בשנה, היא יכולה לחסוך כ -200 טון חומרי נירוסטה בשנה, מה שמוריד את עלות חומרי הגלם ב -4 מיליון יואן.
3. הרחבת גבול הביצועים: עבודה יחד ליצירת חומרים ומבנים חדשים
ייצור תוספים לא רק משפיע על אופן ביצוע הדברים, אלא הוא גם מעודד פיתוח מערכות חומרי מדחס חדשים. כאשר יחס הלחץ והבדל הטמפרטורה הם די גבוהים, סגסוגות מבוססות ניקל {}} טיפוסי מתקרבים למגבלות הביצועים שלהם. טכנולוגיית הייצור של תוספות קרני האלקטרונים שנוצרה על ידי המעבדה הלאומית של אוק רידג 'בארצות הברית הדפיסה בהצלחה חלקי טונגסטן הנקיים מפגמים ובעלי חוזק טמפרטורה גבוה- של 420MPa (1000 מעלות). זה 60% חזק יותר מאשר סגסוגות מבוססות ניקל {}}} מסורתי והוא פיתרון חומרי מרכזי עבור מדחסי פחמן דו חמצני סופר -קריטי.
השילוב של אופטימיזציה של טופולוגיה וייצור תוספים הוביל לעיצובים חדשניים בתחום החדשנות המבנית. חברה מסוימת ייצרה דיסק טורבינת מדחס תעופה עם מבנה סריג ביומימטי. זה הופך אותו לקל יותר ב -45% תוך שמירה על חוזקו, מה שמגדיל את דחף המנוע - ל- - יחס המשקל ב- 12%. חשוב עוד יותר כי ייצור תוספים יאפשר את עיצוב האינטגרציה הפונקציונלי: סוג מסוים של דיור מדחס משלב את תעלת הקירור, מושב הרכבה לחיישן והגוף המבני להדפסה. זה חותך את מספר החלקים ב -37% ואת הזמן שלוקח להרכיב אותם ב -65%.
4.
מודל השירות למדחסים משתנה בגלל ייצור תוספים. התוכנית של "ייצור אתרים" של ג'נרל אלקטריק שלחה 200 מכונות ייצור תוספות ניידות ברחבי העולם. מכשירים אלה מספקים שירותי ייצור זמן אמיתיים - זמן עבור חלקי חילוף מדחס במקומות כמו פלטפורמות נפט וגז ומוקשים שקשה להגיע אליהם. מתודולוגיית ייצור מפוזרת זו חותכת את הזמן שלוקח כדי להשיג חלקי חילוף משבועות לפחות מ- 48 שעות ומורידה את הוצאות המלאי ב- 80%.
כשמדובר בתחזוקה, שילוב ייצור תוספים וטכנולוגיות תאומות דיגיטליות מאפשרת לבצע תחזוקה חזויה. מערכת ניהול הבריאות של מדחס סימנס יכולה בדיוק לצפות כמה חלקים ארוכים יותר יחזיקו מעמד. זה עושה זאת על ידי הצבת חיישנים בחלקים חשובים כדי ללכוד נתוני זמן אמיתיים {}}} על לחץ, טמפרטורה וגורמים אחרים, ואז לשלב נתונים אלה עם בסיס נתונים של תהליכי ייצור תוספים. כאשר השחיקה ברוטור מדחס בורג נתון מתקרבת לגבול, המערכת מייצרת אוטומטית תוכנית תיקון תוסף. תוכנית זו רק צריכה לכסות את השטח השחוק, אשר חותך את עלות ההחלפה הכוללת ב 90%.