Πώς εκτελεί η εκτύπωση Metal 3D σε εξαρτήματα κατασκευής υπό υψηλές συνθήκες θερμοκρασίας -;

一, μια μεγάλη αλλαγή στις ιδιότητες των υλικών: από "αδύνατο" σε "σούπερ επιδόσεις"
1. Πολύ ακριβής έλεγχος της μικροδομής
Ο γρήγορος ρυθμός ψύξης τουεκτύπωση μετάλλου 3D(έως 10 ³ -10 ⁷ βαθμός /s) έχει μετασχηματίσει εξ ολοκλήρου τον τρόπο με τον οποίο η χύτευση χρησιμοποιείται για να λειτουργήσει, η οποία ήταν με δενδριτική ανάπτυξη. Το νικέλιο - με βάση τα υψηλά - κράματα θερμοκρασίας είναι ένα καλό παράδειγμα. Οι παραδοσιακές μέθοδοι χρειάζονται πολλές εβδομάδες χημικής ομογενοποίησης θερμική επεξεργασία λόγω του δενδριτικού διαχωρισμού. Ωστόσο, η τρισδιάστατη εκτύπωση δημιουργεί άμεσα δομές μικρών κυτταρικών κόκκων, πράγμα που σημαίνει ότι η φάση ομογενοποίησης δεν απαιτείται. Η κατευθυντική θερμική επεξεργασία μπορεί επίσης να ελέγχει με ακρίβεια το μέγεθος της «καθίζησης φάσης μέχρι το επίπεδο νανοκλίμακας. Η NASA αξιολόγησε 3D τυπωμένο νικέλιο - που βασίζονται σε πτερύγια στροβίλου κράματος και διαπίστωσε ότι κράτησαν το 98% της αρχικής τους αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία 1600 βαθμών. Αυτό είναι 15% ισχυρότερο από τα παραδοσιακά σφυρήλατα.
2. Σύνθετο με κλίση διαφορετικών υλικών
Η εκτύπωση 3D μπορεί να αλλάξει τη σύνθεση των υλικών με τρόπο κλίσης για να ικανοποιήσει τις ανάγκες απόδοσης των διαφόρων τμημάτων υψηλής - εξαρτημάτων θερμοκρασίας. Μια ομάδα δημιούργησε ένα κοβάλτιο - βασισμένο/νικέλιο - βασισμένο σύνθετο δίσκο στροβίλου που είναι τόσο ερπυσμός - ανθεκτικός και έχει μια μακρά διάρκεια ζωής σε 1200 βαθμούς. Το έκαναν αυτό χρησιμοποιώντας την ηλεκτρονική τεχνολογία ανάμειξης σκόνης για να φτιάξει την περιοχή πυρήνα του δίσκου ένα υψηλό - αντοχή στο κράμα με βάση το κράμα που βασίζεται σε ένα αλόριο που βασίζεται σε το κράμα {{12}. Το χαρακτηριστικό "ένα υλικό για πολλαπλές χρήσεις" μειώνει το κόστος ενός κομματιού κατά 40% και του χρόνου που χρειάζεται για να μελετήσει και να το παράγει κατά 60%.
3. Δημιουργία νέων συστημάτων κράματος
Η Ομάδα Ινστιτούτου Μεταλλών της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών χρησιμοποίησε την τεχνολογία Fusion Fusion (LPBF) για να κάνει το Al - Fe - V - SI - κράμα αλουμινίου SC. Εξακολουθεί να έχει αντοχή εφελκυσμού 450MPa σε 400 βαθμούς, η οποία γεμίζει το χάσμα απόδοσης των παραδοσιακών κραμάτων αλουμινίου στο εύρος θερμοκρασίας 200-450 βαθμών. Η κύρια ανακάλυψη είναι:
Άμορφη/κρυσταλλική σύνθετη δομή: Το κέντρο της πισίνας τήξης δροσίζει γρήγορα, σχηματίζοντας ένα άμορφο δίκτυο που δυσκολεύει να ταξιδέψει οι μετακινήσεις.
Multi - Η φάση της βροχόπτωσης κλίμακας: Al ₈ Fe ₂ Si, Al ₁ V και άλλες νανο -φάσεις συνεργάζονται στη διασύνδεση Al ∝ SC για να σταματήσουν τη συσσώρευση σε υψηλές θερμοκρασίες.
ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΟΡΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ: Το στοιχείο SC βελτιώνει τους κόκκους και κρατά τα όρια των κόκκων στη θέση τους, καθιστώντας τα 70% λιγότερο πιθανό να σπάσουν όταν θερμαίνονται.
2, Νέες ιδέες στη διαδικασία κατασκευής: Πηγαίνοντας από "Αφαιρέτη" σε "πρόσθετο"
1. Χύτευση πολύπλοκων δομών σε ένα κομμάτι
Στο παρελθόν, κάνοντας υψηλή - εξαρτήματα θερμοκρασίας απαιτούνται δεκάδες βήματα για να συγκεντρώσουν διαφορετικά μέρη. Με την εκτύπωση 3D, όμως, μπορείτε να δημιουργήσετε άμεσα περίπλοκα χαρακτηριστικά όπως δομές βιοϊμητικής κηρήθρας και συμμορφούμενα κανάλια ψύξης. Μια συγκεκριμένη εταιρεία αεροδιαστημικής κατασκευάζει λεπίδες στροβίλου που συνδέονται με δομή ψύξης βιομιμητικής κηρήθρας. Αυτό καθιστά την ψύξη 40% πιο αποτελεσματική και διπλασιάζει τη ζωή των λεπίδων. Η επένδυση του θαλάμου καύσης του κινητήρα του αεροσκάφους εκτυπώνεται με διπλά κανάλια ψύξης στρώματος- χρησιμοποιώντας τεχνολογία τήξης ηλεκτρονίων (EBM). Αφού υποβληθεί σε θεραπεία με καυτή ισοστατική πίεση, η υψηλή απόδοση - θερμοκρασίας είναι τόσο καλή όσο αυτή των σφυρήλατων και περνάει τη δοκιμή πάγκου 3000 ωρών.
2. Ελαφριά και λειτουργική ενσωμάτωση
Η εκτύπωση 3D μπορεί να κάνει υψηλή - μέρη θερμοκρασίας 30% έως 70% ελαφρύτερο μέσω σχεδιασμού βελτιστοποίησης τοπολογίας. Το Porsche 911 GT2 RS Racing Car διαθέτει 3D τυπωμένα έμβολα κράματος τιτανίου που έχουν κατασκευάσει - στα κανάλια ψύξης. Αυτά τα κανάλια ενισχύουν την έξοδο του κινητήρα κατά 30 ίππους και μειώνουν το βάρος κατά 15%. Το πιο σημαντικό είναι ότι η τεχνολογία εκτύπωσης υλικού Multi - σας επιτρέπει να τοποθετείτε ηλεκτρονικά μέρη όπως αισθητήρες και ενεργοποιητές ακριβώς σε μεταλλικά υποστρώματα, που είναι το πώς επιτυγχάνεται η "Λειτουργία Δομής".
3. Μια επανάσταση στη συντήρηση και την ανακατασκευή
Η τεχνολογία 3D τυπωμένων κατευθυνόμενων ενεργειακών εναπόθεσης (DED) μπορεί να διορθώσει υψηλά - εξαρτήματα θερμοκρασίας με εντοπισμένες ζημιές με πολύ ακρίβεια. Η τεχνική επένδυσης με λέιζερ χρησιμοποιείται από μια συγκεκριμένη μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για να διορθώσει τις λεπίδες αεριοστροβίλου . 3 d Η σάρωση των σπασμένων τμημάτων καθιστά τη διαδρομή επισκευής και στη συνέχεια η ίδια σκόνη είναι λιωμένο στρώμα κατά στρώμα. Αφού σταθεροποιηθεί, η δύναμη κόπωσης των τμημάτων πηγαίνει πίσω στο 95% των νέων τμημάτων, η οποία εξοικονομεί 700.000 γιουάν κάθε επισκευή.
3, Χρήσεις και Προβλήματα στον κλάδο: Το άλμα από το εργαστήριο στη βιομηχανία
1. Η βιομηχανία αεροσκαφών είναι το βασικό πεδίο μάχης
Μηχανισμός αεροσκαφών: Το ακροφύσιο καυσίμου κινητήρα Leap από την GE Aviation συνδυάζει 20 μέρη σε ένα χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη εκτύπωση, καθιστώντας τους 200 μοίρες πιο ανθεκτικό στη θερμότητα και πέντε φορές μεγαλύτερη - διαρκεί?
Πυροβόλος κινητήρας: Η NASA εξέτασε ένα θάλαμο ώθησης από 3D - τυπωμένο κράμα αλουμινίου που χρησιμοποιεί έναν μηχανισμό αναγεννητικής ψύξης για να διατηρηθεί η θερμοκρασία του εσωτερικού τοιχώματος κάτω από το σημείο τήξης. Αυτή η αυξημένη πυκνότητα ώθησης κατά 30%.
Hypersonic Aircraft: Μια ομάδα έχει φτιάξει ένα καυτό τμήμα από το κράμα Rhenium Rhenium που μπορεί να χειριστεί μια ξαφνική υψηλή θερμοκρασία 3000 μοιρών. Αυτό είναι σημαντική υλική υποστήριξη για υπερηχητικά όπλα.
2. Νέες εξελίξεις στον τομέα της ενέργειας και της βιομηχανίας
Αργάνωτος αεριοστροβίλου: Η εκτυπωμένη θάλαμος καύσης αεριοστροβίλου της Siemens Energy βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της καύσης κατά 2% και περικοπές των εκπομπών οξειδίου του αζώτου κατά 15% χρησιμοποιώντας σχεδιασμό καναλιού βιοϊμικής ροής.
Ο 3D - τυπωμένο σωλήνα επένδυσης κράματος ζιρκονίου για πυρηνικό εξοπλισμό πυρηνικής ενέργειας είναι τρεις φορές πιο ανθεκτικός στη διάβρωση σε υψηλό ρυθμό 400 μοιρών - θερμοκρασία, καθιστώντας την τέταρτη γενιά πυρηνικού αντιδραστήρα ασφαλείας.
Η Bosch έχει κάνει έναν τρισδιάστατο στροβιλοσυμπιεστή στροβιλοσυμπιεστή για την αυτοκινητοβιομηχανία που καθιστά τον ρότορα 15% ισχυρότερο ενάντια στο ερπυσμό και 40% ταχύτερα για να ανταποκριθεί σε 1200 βαθμούς.
3. Σημαντικά προβλήματα και τρόποι επίλυσής τους
Βάση δεδομένων των ελλειπόντων υλικών: Μπορεί να χρειαστούν έως και δύο χρόνια για την παραγωγή νέων υψηλών - κράματα θερμοκρασίας και μια μεγάλη υποδομή δεδομένων για την παρακολούθηση του πόσο καλά τα έργα σύνθεσης πρέπει να δημιουργηθούν.
Έλεγχος σταθερότητας διεργασίας: Ο σχεδιασμός ενός ακροφυσίου πυραύλου έχει απαιτήσει πάνω από 200 αλλαγές στις παραμέτρους του και χρειάζεται τη δημιουργία του - παρακολούθηση situ και κλειστή - συστήματα ελέγχου βρόχου?
Υψηλά έξοδα μετά την επεξεργασία: Ο δίσκος στροβίλου πρέπει να περάσει από επτά βήματα, όπως η υποστήριξη, η θερμική επεξεργασία και η κατεργασία. Αυτό κοστίζει το 40% του συνολικού κόστους και συνεπάγεται τη δημιουργία ενός συστήματος υλικού επεξεργασίας μη -.
Κίνδυνοι περιβαλλοντικού και ασφάλειας: Επεξεργασία κόστους σκόνης απόβλητα απόβλητα 12% του λειτουργικού κόστους και πρέπει να γίνουν νέες μεθόδους ανακύκλωσης και εκτύπωσης με λιγότερη σκόνη.