Vai trò của in 3D kim loại trong việc kéo dài tuổi thọ của thiết bị là gì?

1, Đổi mới cấu trúc: vượt ra ngoài giới hạn của thiết kế truyền thống
Phương pháp xử lý giới hạn thiết kế các bộ phận thiết bị truyền thống và họ thường phải lựa chọn giữa việc tạo ra các cấu trúc phức tạp và làm cho chúng dễ thực hiện hơn. Tính năng "Lớp bằng lớp xếp lớp" của kim loại cho phép các nhà thiết kế vượt qua giới hạn của sản xuất trừ truyền thống và tạo ra các thiết kế mới có trọng lượng nhẹ, tuân theo hình dạng của hệ thống làm mát và tồn tại lâu hơn.
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết: Sử dụng "phân phối chính xác" vật liệu để chống lại sự mệt mỏi
Trong không gian vũ trụ, lưỡi dao thường bị gãy vì chúng quá mệt mỏi. Platinum Lite sử dụng công nghệ in 3D kim loại để tạo ra các lưỡi làm cấu trúc mạng lưới bên trong. Điều này cắt giảm lượng vật liệu được sử dụng bởi 30% trong khi giữ sức mạnh. Thiết kế "Hollow Out" này làm cho sự phân phối căng thẳng hơn và nhiều hơn so với cuộc sống mệt mỏi. Theo cách tương tự, một doanh nghiệp xe hơi nhất định đã thay đổi ghế lò xo van động cơ thành cấu trúc liên kết - Trong quá trình thử nghiệm độ bền 100.000 km, không có vết nứt, mặc dù các bộ phận rèn tiêu chuẩn thể hiện rất nhiều hao mòn ở mức 80.000 km.
Hình dạng - Làm mát phụ thuộc: Sử dụng "điều khiển nhiệt độ chính xác" để tắt mỏi nhiệt
Mệt mỏi nhiệt là một lý do chính khiến các khuôn đúc chết - không kéo dài lâu nhất có thể. Hầu hết các kênh làm mát trong khuôn truyền thống đều thẳng, điều này khiến cho việc bao phủ các khu vực rất nóng. Công nghệ bạch kim sử dụng in 3D để tạo ra xoắn ốc Điều này cho phép chất lỏng làm mát trực tiếp chạm vào bề mặt của khoang khuôn. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy biên độ dao động nhiệt độ của khuôn được tối ưu hóa đã giảm từ 80 độ xuống 20 độ, thời gian giữa các vết nứt mỏi nhiệt đã tăng ba lần và tuổi thọ của dịch vụ đã tăng từ 20.000 lần lên hơn 50.000 lần. Trong Real - Sản xuất thế giới, DIE 3D in của Broadcom Precision - Các chèn khuôn đúc đã kéo dài hơn 50.000 chu kỳ, với độ cứng tác động là 22J và tỷ lệ năng suất 100%.
Thiết kế nhẹ: Cắt giảm tải trọng cơ học bằng cách "giảm cân và cải thiện hiệu quả"
Trong thế giới của robot công nghiệp, trọng lượng của các bộ phận chung có ảnh hưởng trực tiếp đến tải động cơ và hộp số hoạt động tốt như thế nào. Bolite đã tạo ra một khớp tay robot 3D - duy nhất cho một doanh nghiệp cụ thể cắt giảm trọng lượng 40% và làm cho nó cứng hơn 15% bằng cách sử dụng cấu trúc tổ ong bên trong. REAL - Dữ liệu thế giới cho thấy tỷ lệ hao mòn chung được tối ưu hóa đã giảm 60% và chu kỳ bảo trì đã tăng từ 3 tháng lên 9 tháng.
2, Nâng cấp tài liệu: Thay đổi "Thích ứng phổ quát" thành "Tùy chỉnh hiệu suất"
In 3D kim loại không chỉ thay đổi cách mọi thứ được thiết kế, mà còn mở ra những cách mới để làm cho mọi thứ tồn tại lâu hơn bằng cách sử dụng các vật liệu mới . 3 d công nghệ in đã giúp "trên - yêu cầu tùy chỉnh" các thuộc tính của vật liệu, từ các vật liệu thay đổi.
Hợp kim có rất nhiều entropy: cải thiện khả năng chống ăn mòn thông qua "Multi - phần tử Synergy"
Lý do chính tại sao thiết bị trong Kỹ thuật đại dương không kéo dài bao lâu là vì nó bị rỉ sét. Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã tạo ra hợp kim entropy cao Feconicral bằng công nghệ in 3D, đảm bảo rằng thành phần được trải đều. Trong dung dịch NaCl 3,5%, nó chỉ bị ăn mòn với tốc độ 1/5 so với thép không gỉ 316L điển hình. Sau năm năm sử dụng, độ sâu ăn mòn bề mặt của vật liệu này trên ghế ổ trục nhỏ hơn 0,1mm, trong khi các vật liệu thông thường đã chứng minh sự ăn mòn xuyên thấu. Điều này đã được thực hiện bởi một công ty điện gió ngoài khơi.
Vật liệu gradient: Sử dụng "phân vùng chức năng" để xử lý các tình huống làm việc khó khăn
Turbine discs in aircraft engines need to be able to handle both high temperatures (>600 °C) and high pressures (>300MPa) cùng một lúc. Vật liệu đơn truyền thống không đủ tốt cho việc này. Công nghệ bạch kim sử dụng in 3D để đặt lớp phủ nicraly ở bên ngoài đĩa tuabin. Bên trong được làm bằng Ti6AL4V, tạo ra một cấu trúc độ dốc "cứng ở bên ngoài và khó khăn ở bên trong". Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng đĩa tuabin được tối ưu hóa không bong tróc trong suốt 1000 - giờ thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao. Mặt khác, lớp phủ truyền thống đã thất bại sau 500 giờ.
Sửa đổi nano: "Tăng cường vi mô" để làm cho giới hạn mệt mỏi cao hơn
Gãy mỏi của giàn giáo xương hợp kim titan là một mối nguy hiểm lâm sàng trong lĩnh vực công nghệ y tế. Nhóm Đại học Bách khoa Tây Bắc đã sử dụng công nghệ in 3D để thêm 0,5% các hạt micro tic vào ma trận Ti6AL4V. Điều này đã làm tăng giới hạn mệt mỏi của giàn giáo từ 450MPa lên 620MPa. Dữ liệu từ phần sau - UP cho thấy các stent khớp hông được sản xuất của vật liệu này không bị hỏng sau 8 năm sử dụng. Ngược lại, tỷ lệ gãy cho stent vật liệu tiêu chuẩn sau 5 năm là 12%.
3, từ "sửa chữa và tái sản xuất" đến "Quản lý vòng đời đầy đủ", Tối ưu hóa quy trình
In 3D kim loại không chỉ hữu ích cho việc chế tạo các bộ phận mới, mà còn rất quan trọng để duy trì, tái sản xuất và nâng cấp thiết bị. Các công ty có thể quản lý tuổi thọ của thiết bị của họ một cách linh hoạt thông qua phương pháp vòng lặp - đã đóng của "tối ưu hóa phát hiện in".
Tái sản xuất: Thay đổi hình dạng của các bộ phận phế liệu
Laser lượng tử Zhongke sử dụng in 3D để làm lại các tấm đồng kết tinh. Họ cố định lớp bị mòn trên bề mặt của các tấm đồng cũ bằng ốp laser. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy tấm đồng được sửa chữa kéo dài lâu hơn 1 đến 7 lần, có thể tiết kiệm cho các công ty thép hơn 50% tổn thất dự phòng và giảm 3% chi phí sản xuất thép. Quy trình này cũng tốt hơn cho môi trường vì nó không gây ô nhiễm không khí bằng kim loại nặng như mạ điện thông thường. Nó phù hợp với xu hướng sản xuất xanh.
Sửa chữa và giám sát thông minh qua Internet
Một công ty hàng không nhất định sử dụng công nghệ in 3D và Internet of Things để đặt các cảm biến nhiệt độ và ứng suất vào lưỡi động cơ. Nếu dữ liệu giám sát không bình thường, hệ thống tự mình lập kế hoạch sửa chữa và sử dụng thiết bị in 3D di động để sửa các lưỡi dao trong nhà chứa máy bay. Phương pháp này làm cho cánh của động cơ tồn tại lâu hơn 30% và cắt giảm chi phí bảo trì 40% mỗi năm.
Tối ưu hóa chi phí của toàn bộ vòng đời
Một hộp số điện gió, chẳng hạn, kéo dài 15 năm và có giá 2 triệu nhân dân tệ để thực hiện theo cách truyền thống. Bằng cách sử dụng công nghệ in 3D, tuổi thọ đã được tăng lên 25 năm và LCC đã được hạ xuống còn 1,6 triệu nhân dân tệ bằng cách tối ưu hóa cấu trúc liên kết, cải thiện vật liệu và giám sát thông minh. Tối ưu hóa thiết kế bổ sung 30%cho việc tăng cường tuổi thọ, nâng cấp vật liệu bổ sung 40%và giám sát thông minh bổ sung 30%.