Είναι το Metal 3D εκτύπωσης κατάλληλη για υψηλή - αντοχή φόρτωσης - ρουλεμάν;

1, ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στο πώς λειτουργούν τα υλικά: πηγαίνοντας από το εργαστήριο στο εργοστάσιο
Το Metal 3D εκτύπωσης έχει καταστήσει δυνατή τη χρήση 12 τύπων υψηλών - υλικών επιδόσεων στη βιομηχανία. Οι μηχανικές ιδιότητες των βασικών υλικών όπως τα κράματα τιτανίου, το νικέλιο - με βάση τα υψηλά - κράματα θερμοκρασίας, τα μέταλλα tantalum και άλλα έχουν φτάσει ή ακόμη και ξεπερασμένες απαιτήσεις σφυρηλάτησης. Η ομάδα του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποίησε τεχνολογία τήξης σκόνης λέιζερ για να εκτυπώσει μεταλλικά μέρη tantalum. Αυτά τα μέρη αντέδρασαν στις επιπτώσεις με τον ίδιο τρόπο όπως το σφυρήλατο ταντάλιο όταν υποβλήθηκαν σε σοβαρές πιέσεις 125-437 GPA. Λόγω αυτού του επιτεύγματος, το τρισδιάστατο τυπωμένο tantalum είναι τώρα το καλύτερο υλικό για πράγματα όπως τα σφαιρίδια αντιδραστήρων πυρηνικής σύντηξης και η θωράκιση της ακτινοβολίας διαστημόπλοιων. Το Ultra - Fine Grain Titanium Powder Powder προσφέρει αντοχή κόπωσης 92% των πλαστών εξαρτημάτων για τυπωμένα μέρη. Όταν ένα φορτίο εφελκυσμού 12 τόνων εφαρμόζεται στην κεντρική λωρίδα άκρου του πτερυγίου του αεροπλάνου C919 που κατασκευάζεται από την τεχνολογία Platinum, παραμορφώνει 37% λιγότερο από τα τυπικά σφυρήλατα.
Στον κόσμο των κραμάτων αλουμινίου, η εκτύπωση 3D έχει πάρει πάνω από το όριο αντοχής της παραδοσιακής χύτευσης. Η τεχνολογία SLM χρησιμοποιήθηκε από μια συγκεκριμένη εταιρεία για να εκτυπώσει κράμα αλουμινίου 7075. Με την αλλαγή του τρόπου με τον οποίο οι κόκκοι προσανατολίστηκαν και η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, η αντοχή εφελκυσμού αυξήθηκε σε 580MPa, η οποία είναι 15% περισσότερο από ό, τι συνήθως βρίσκεται στην σφυρηλάτηση Τ6. Δούλεψε καλά στο κύριο φορτίο - πλαίσιο εδράνου ενός συγκεκριμένου είδους μη επανδρωμένου εναέριου αεροσκάφους. Multi - Η σύνθετη εκτύπωση υλικού είναι μια πιο επαναστατική εξέλιξη. Μια ιατρική εταιρεία δημιούργησε ένα κύπελλο κύπελλο τιτανίου/υδροξυαπατίτη που έχει ένα βιοδραστικό στρώμα στην επιφάνεια που βοηθά τα οστά να μεγαλώνουν μαζί και ένα εσωτερικό υψηλό - αντοχή τιτανίου που μπορεί να χειριστεί το βάρος της ανθρώπινης κίνησης. Αυτό κάνει την πρόθεση να διαρκέσει έως και 25 χρόνια.
2, Δομική καινοτομία: Μετακίνηση από "Αφαιρέτη παραγωγή" σε "βελτιστοποίηση τοπολογίας"
Το κύριο πλεονέκτημα τουεκτύπωση μετάλλου 3Dείναι ότι μπορεί να κάνει περίπλοκα σχήματα που άλλες μέθοδοι δεν μπορούν. Χρησιμοποιώντας τη βελτιστοποίηση τοπολογίας, το Boeing 787 Dreamliner Engine Bracket συνδυάζει 20 στοιχεία σε ένα κομμάτι χρησιμοποιώντας 3D εκτύπωση. Η δομή του βιομιμητικού πλέγματος καθιστά τα πράγματα κατά 40% καλύτερα στη διάδοση του στρες ενώ παράλληλα καθιστώντας τα 30% ελαφρύτερα. Αυτή η ιδέα σχεδιασμού έχει χρησιμοποιηθεί πολύ στην αυτοκινητοβιομηχανία. Για παράδειγμα, η ομάδα BMW έκανε ένα τρισδιάστατο εκτύπωσης αλουμινίου αλουμινίου για το roadster i8 που είναι ελαφρύς λόγω του εσωτερικού σχεδίου του κοίλου πλέγματος. Είναι 22% πιο σκληρό από τα παραδοσιακά σφυρήλατα και έχει περάσει 2 εκατομμύρια δοκιμές κόπωσης.
Η τεχνολογία του κυκλώματος νερού Conformal ψύξης έχει γίνει η "εφαρμογή Killer" της 3D εκτύπωσης στην επιχείρηση καλουπιών. Μια εταιρεία επινόησε ένα σπειροειδές κύκλωμα νερού ψύξης για καλούπια προφυλακτήρων αυτοκινήτων που μείωσαν το χρόνο που χρειάζεται για να φτιάξει ένα καλούπι από 90 δευτερόλεπτα σε 55 δευτερόλεπτα και να μειώσει το ρυθμό στρέβλωσης και παραμόρφωσης κατά 82%. Το σύστημα Hot Runner έχει μια πιο πρωτοποριακή περίπτωση: το τυποποιημένο θερμό ακροφύσιο αποτελείται από 12 μέρη, ενώ το 3D τυπωμένο ενσωματωμένο θερμό ακροφύσιο χρειάζεται μόνο 3. Με τη βελτιστοποίηση των εσωτερικών καναλιών, ο συντελεστής θερμικής επέκτασης μειώνεται κατά 35%, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την ακρίβεια της χύτευσης με έγχυση.
3, Επικύρωση της διαδικασίας: Από τη δημιουργία ενός στοιχείου για να φτιάξετε πολλά από αυτά
Πολλές βιομηχανίες έχουν δείξει ότι η μεταλλική 3D εκτύπωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει τα πράγματα σε μεγάλες ποσότητες. Η εταιρεία βιομηχανίας αεροσκαφών Shenyang (Shenyang Aircraft Corporation) διαθέτει μάζα - που παρήγαγε 3D εκτυπωμένο φορτίο κράματος τιτανίου - ρουλεμάν για τα νέα μοντέλα αεροσκαφών. Κάθε αεροπλάνο χρησιμοποιεί πάνω από 300 από αυτά τα πλαίσια, γεγονός που τα καθιστά 272 κιλά ελαφρύτερα από τις παραδοσιακές μεθόδους και εξοικονομεί 640.000 λίτρα καυσίμων κάθε χρόνο. Η Porsche χρησιμοποιεί 3D εκτύπωση για να κάνει το 911 GT2 RS Piston, το οποίο ενισχύει την έξοδο του κινητήρα κατά 30 ίππους βελτιώνοντας την αρχιτεκτονική των καναλιών ψύξης. Αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί σε μια γραμμή παραγωγής που κάνει 100.000 σετ ετησίως.
Το 3D εκτύπωσης ισχυρών εξαρτημάτων είναι πιθανότερο να είναι χρήσιμο στο ιατρικό επάγγελμα. Το 3D - τυπωμένο πορώδες κάλυμμα από κράμα τιτανίου που κατασκευάζεται από την Johnson & Johnson έχει αυξήσει τον ρυθμό σχηματισμού οστού χάρη στον σχεδιασμό της δισκικής δομής των βιοϊμικών οστών. Έχει χρησιμοποιηθεί σε πάνω από 500.000 περιπτώσεις σε όλο τον κόσμο. Μια εταιρεία έχει δημιουργήσει μια προσαρμοσμένη τρισδιάστατη πλάκα από κράμα τιτανίου για ορθοπεδική χειρουργική που μπορεί να αλλάξει τις τοποθετήσεις και τα σχήματα των οπών με βάση τα δεδομένα CT του ασθενούς. Αυτό μειώνει το χρόνο χειρουργικής επέμβασης κατά 40% σε σύγκριση με τις κανονικές πλάκες και επιταχύνει την επούλωση κατά 6 εβδομάδες μετά τη χειρουργική επέμβαση.
4, Αναδιάρθρωση της Οικονομίας: Πηγαίνοντας από το "High - Πειραματισμός κόστους" σε "Mainstream Manufacturing"
Το κλειδί για τη χρήση μετάλλων 3D εκτύπωσης σε μεγάλη κλίμακα είναι η μείωση του κόστους. Σύμφωνα με τους Wohlers Associates, η μέση τιμή των βιομηχανικών συστημάτων παραγωγής προσθέτων σε όλο τον κόσμο έχει μειωθεί από $ 98.105 το 2019 σε $ 93.404 το 2021. Ταυτόχρονα, η απόδοση εκτύπωσης αυξήθηκε κατά 300%. Η τιμή της τρισδιάστατης εκτύπωσης της Platinum μειώθηκε από 1,4448 εκατομμύρια γιουάν/τόνο το 2020 σε 781900 γιουάν/τόνο το 2022. Ταυτόχρονα, το μικτό περιθώριο κέρδους αυξήθηκε στο 38,98%, δείχνοντας ότι η εταιρεία ήταν σε θέση να επωφεληθεί από οικονομίες κλίμακας.
Ο νέος τρόπος ψεκασμού συγκολλητικών έχει ανοίξει έναν νέο τρόπο για να κάνει τα πράγματα σε ευρεία κλίμακα. Τα μέρη της επιφάνειας εργασίας και η Tritech Titanium έχουν συνεργαστεί για να δημιουργήσουν μια διαδικασία ψεκασμού συγκόλλησης κράματος τιτανίου. Αυτή η διαδικασία καθιστά δυνατή τη μάζα - να παράγουν μέρη κράματος τιτανίου εκτυπώνοντας πράσινα σώματα, να τα πυροσύδινε σε πυκνότητα 98%και στη συνέχεια να επεξεργαστούν ή να τελειώνουν την επιφάνεια. Σε σύγκριση με την τεχνολογία SLM, αυτή η προσέγγιση μειώνει τις τιμές για τα υλικά, τον εξοπλισμό, τη χρήση ενέργειας και άλλα πράγματα κατά 40% έως 60%. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται από μια συγκεκριμένη ηλεκτρική εταιρεία 3C για να δοκιμάσει και να κάνει τα περιβλήματα ρολογιών από ανοξείδωτο χάλυβα 316L. Το κόστος κάθε κομματιού είναι 35% χαμηλότερο από ό, τι με την τυπική χύτευση με έγχυση.