1. Η μοναδική φύση της κατασκευής ενεργειακού εξοπλισμού καθιστά τον ποιοτικό έλεγχο πιο σημαντικό.
Υπάρχουν τρία κύρια πράγματα που δυσκολεύουν τον ενεργειακό εξοπλισμό. Πρώτον, τα υλικά έχουν πολύ ακραίες ιδιότητες. Για παράδειγμα, τα πτερύγια των αεριοστροβίλων πρέπει να είναι σε θέση να χειρίζονται θερμοκρασίες 1500 μοιρών και καταπόνηση 300 MPa. Δεύτερον, οι δομές είναι πολύ περίπλοκες. Για παράδειγμα, η γεννήτρια ατμού σε ένα πυρηνικό εργοστάσιο έχει δεκάδες χιλιάδες λεπτούς σωλήνες. Τρίτον, το περιβάλλον εξυπηρέτησης έχει γίνει πιο σκληρό. Για παράδειγμα, ο υπεράκτιος εξοπλισμός αιολικής ενέργειας πρέπει να είναι σε θέση να αντέχει τη διάβρωση με ψεκασμό αλατιού και τη ζημιά από τυφώνα. Αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν τον έλεγχο ποιότητας στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων τρεις φορές πιο δύσκολο:
Έλεγχος της σταθερότητας των ιδιοτήτων του υλικού: Κάτω από δύσκολες συνθήκες εργασίας, τα τυπωμένα μέρη δεν πρέπει να αστοχούν με τρόπους όπως ερπυσμός και θραύση λόγω κόπωσης. Για παράδειγμα, τα πτερύγια αεριοστροβίλων κατασκευασμένα με κράμα με βάση το νικέλιο Inconel 718-χρειάζονται επεξεργασία θερμής ισοστατικής πίεσης (HIP) για να απαλλαγούν από τους εσωτερικούς πόρους και να κάνουν τα πτερύγια να διαρκούν περισσότερο από το διπλάσιο χρόνο από τα συνηθισμένα χυτά.
Έλεγχος κλειστού-βρόχου γεωμετρικής ακρίβειας: Για ακριβή εξαρτήματα όπως οι μηχανισμοί κίνησης της ράβδου ελέγχου σε αντιδραστήρες πυρηνικής ενέργειας, οι ανοχές μεγέθους πρέπει να διατηρούνται εντός ± 0,05 mm. Μια εταιρεία έχει προσθέσει ένα σύστημα μέτρησης συμβολομετρίας λέιζερ στον εξοπλισμό SLM της, ώστε να μπορεί να διορθώνει σφάλματα στο σχήμα και τη θέση σε πραγματικό χρόνο κατά την εκτύπωση. Αυτό έχει αυξήσει το κρίσιμο ποσοστό πιστοποίησης διάστασης από 82% σε 97%.
Πλήρης κάλυψη εύρεσης ελαττωμάτων: Η τεχνολογία πίσω από τη βιομηχανική σάρωση CT μπορεί να εντοπίσει σφάλματα μικροοπών με διάμετρο 0,02 mm ή μεγαλύτερη και να δημιουργήσει τρισδιάστατα μοντέλα εκτυπωμένων προϊόντων. Μια εταιρεία που κατασκευάζει εξοπλισμό αιολικής ενέργειας δημιούργησε μια βάση δεδομένων ελαττωμάτων και χρησιμοποίησε αλγόριθμους μηχανικής μάθησης για να δει έξυπνα τις εικόνες CT. Αυτό μείωσε τον χρόνο που απαιτείται για την εύρεση ελαττωμάτων από 4 ώρες σε 20 λεπτά.
2. Οι Τέσσερις Πυλώνες του Συστήματος Ποιοτικού Ελέγχου Ολόκληρης Διαδικασίας
(1) Έλεγχος της απόδοσης του υλικού στην πηγή
Τρεις έλεγχοι για την ποιότητα της σκόνης: Ρυθμίστε ένα σύστημα για τη διαχείριση των παρτίδων σκόνης, ώστε να μπορείτε να δοκιμάσετε τη χημική σύνθεση (με χρήση ανίχνευσης ICP-AES), την κατανομή μεγέθους σωματιδίων (με τη μέθοδο περίθλασης λέιζερ) και τη δυνατότητα ροής (χρησιμοποιώντας έναν μετρητή ρεύματος Hall) σε κάθε παρτίδα μεταλλικής σκόνης. Μια εταιρεία που κατασκευάζει ενεργειακό εξοπλισμό λέει ότι το μέγεθος σωματιδίων D50 της σκόνης ανοξείδωτου χάλυβα 316L πρέπει να είναι μεταξύ 25 και 35 μm, ο ρυθμός ροής Hall πρέπει να είναι μικρότερος ή ίσος με 25s/50g και η περιεκτικότητα σε οξυγόνο πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με 0,05%.
Δημιουργία βάσης δεδομένων υλικών: Δημιουργήστε μια βάση δεδομένων παραμέτρων διεργασίας με 12 κράματα που χρησιμοποιούνται συχνά στον ενεργειακό τομέα. Αυτή η βάση δεδομένων θα πρέπει να περιλαμβάνει σημαντικές πληροφορίες, όπως το σχήμα της δεξαμενής τήξης και την πιθανότητα να σφαιροποιηθούν διαφορετικές παρτίδες σκόνης σε ορισμένες ενεργειακές πυκνότητες. Για παράδειγμα, η βάση δεδομένων αποκαλύπτει ότι η καλύτερη πυκνότητα (99,2%) και αντοχή σε εφελκυσμό (320 MPa) για το κράμα αλουμινίου AlSi10Mg μπορεί να επιτευχθεί με ισχύ λέιζερ 350 W και ταχύτητα σάρωσης 1200 mm/s.
(2) Έλεγχος της διαδικασίας εκτύπωσης σε πραγματικό χρόνο
Προσομοίωση αλληλεπίδρασης μεταξύ πολλαπλών φυσικών πεδίων: Χρησιμοποιούμε το λογισμικό ANSYS Workbench για να κάνουμε προσομοιώσεις θερμικής μηχανικής σύζευξης στη διαδικασία εκτύπωσης και να υπολογίσουμε πώς θα κατανεμηθεί η υπολειπόμενη τάση. Μια εταιρεία που κατασκευάζει εξοπλισμό πυρηνικής ενέργειας χρησιμοποίησε βελτιστοποίηση προσομοίωσης για να αλλάξει τον προσανατολισμό της εκτύπωσης από τον άξονα Z- σε γωνία 45 μοιρών. Αυτό μείωσε το ποσοστό συρρίκνωσης του άξονα Z από 0,8% σε 0,3% και έκανε τα προβλήματα αποκόλλησης των ενδιάμεσων στρωμάτων πολύ λιγότερο συχνά.
Χρήση συστήματος ελέγχου κλειστού-βρόχου: Τοποθετήστε ένα υπέρυθρο θερμόμετρο και μια κάμερα παρακολούθησης πισίνας τήξης σε εξοπλισμό SLM, έτσι ώστε να μπορεί να σας δώσει πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για το μέγεθος (σφάλμα ± 10 μ m) και τη θερμοκρασία (σφάλμα ± 5 μοίρες) της δεξαμενής τήξης. Εάν το πλάτος της λιωμένης δεξαμενής υπερβαίνει την προκαθορισμένη τιμή κατά 15%, το σύστημα αλλάζει αυτόματα την ισχύ του λέιζερ και την ταχύτητα σάρωσης για να διατηρήσει τη λιωμένη πισίνα σταθερή.
(3) Ακριβής έλεγχος της τεχνολογίας μετα{1}}επεξεργασίας
Βελτιστοποίηση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας: Έχει επινοηθεί μια διαδικασία ανόπτησης δύο σταδίων για τα τυπωμένα εξαρτήματα από κράμα τιτανίου Ti6Al4V. Το πρώτο βήμα είναι να αλλάξετε τη φάση στους 920 βαθμούς για 2 ώρες. Το δεύτερο βήμα είναι να τελειοποιήσετε τη δομή φάσης + στους 730 βαθμούς για 4 ώρες. Η αντοχή σε κόπωση των τυπωμένων εξαρτημάτων αυξήθηκε κατά 40% μετά από αυτή την επεξεργασία, φτάνοντας τα 680 MPa.
Ενσωμάτωση τεχνολογίας τροποποίησης επιφάνειας: Η τεχνική οξείδωσης μικροτόξου (MAO) δημιουργεί μια κεραμική επίστρωση πάχους 50 μm στην επιφάνεια εξαρτημάτων που είναι πιθανό να διαβρωθούν, συμπεριλαμβανομένων των ρουλεμάν κιβωτίων ταχυτήτων υπεράκτιων ανεμογεννητριών. Αυτό αυξάνει τη διάρκεια που μπορούν να αντισταθούν στη διάβρωση ψεκασμού αλατιού από 500 ώρες σε πάνω από 2000 ώρες.
(4) Έξυπνα βελτίωση του ποιοτικού ελέγχου
Ένα μείγμα τεχνολογιών μη-καταστροφικών δοκιμών: Ρυθμίστε ένα σύστημα δοκιμών τριών-επιπέδων που περιλαμβάνει "βιομηχανική αξονική τομογραφία, συστοιχία φάσεων υπερήχων και δοκιμές δινορρευμάτων". Αρχικά, χρησιμοποιήστε βιομηχανικό CT (ανάλυση 10 m) για να σαρώσετε ολόκληρο τον θάλαμο καύσης του αεριοστροβίλου, ο οποίος έχει διάμετρο 200 mm. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε λεπτή δοκιμή συστοιχίας φάσεων υπερήχων (ανάλυση 0,1 mm) για να ελέγξετε τυχόν περιοχές που φαίνονται ύποπτες. Τέλος, χρησιμοποιήστε τη δοκιμή δινορευμάτων για να ελέγξετε για ρωγμές στην επιφάνεια.
Πώς να χρησιμοποιήσετε την τεχνολογία digital twin: Δημιουργήστε ψηφιακά αντίγραφα εκτυπωμένων εξαρτημάτων και παρακολουθήστε την απόδοσή τους σε πραγματικό χρόνο. Μια συγκεκριμένη εταιρεία έχει προσθέσει έναν αλγόριθμο πρόβλεψης ζωής κόπωσης στο ψηφιακό δίδυμο μοντέλο της. Αυτό μπορεί να δώσει έγκαιρη ειδοποίηση 6 μηνών για ορισμένους κινδύνους βλάβης του εξοπλισμού και να μειώσει τον απρογραμμάτιστο χρόνο διακοπής λειτουργίας κατά 65%.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-airplane-engine-stand.html