Làm thế nào để đạt được sự tích hợp đúc các bộ phận đường ống thông qua in 3D kim loại?

, Nguyên tắc kỹ thuật là xây dựng mọi thứ bằng kỹ thuật số từ bột đến đường ống.
Để tạo ra một vật thể rắn theo ba chiều, in 3D kim loại sử dụng các chùm năng lượng - (chùm tia laser hoặc electron) cao để làm tan chảy bột kim loại và xếp nó lên nhau. Ví dụ: các bước chính trong quá trình tan chảy laser chọn lọc (SLM) là
Mô hình và cắt 3D: Nhập mô hình CAD của các mảnh đường ống vào phần mềm cắt. Sau đó, tạo dữ liệu độ dày lớp dao động từ 0,02 đến 0,1 mm và lập kế hoạch đường dẫn cho quét laser.
Lớp phủ bột và tan chảy laser: Máy phủ bột đều trải đều bột kim loại lên bàn làm việc trong khi được bảo vệ bằng khí trơ. High - chùm tia laser năng lượng sau đó có chọn lọc làm tan chảy bột dọc theo đường dẫn để tạo một lớp - chéo -.
Lớp theo từng lớp xếp chồng và thiết kế để hỗ trợ: Bàn làm việc đi xuống theo các lớp, lặp lại quá trình đặt bột xuống và làm tan chảy nó. Thêm các cấu trúc hỗ trợ hòa tan tạo ra các mảnh lơ lửng, cuối cùng dẫn đến việc tạo ra toàn bộ các thành phần đường ống.
Kỹ thuật này có thể xử lý các vật liệu như thép không gỉ, hợp kim titan, niken - Hợp kim dựa trên, và các loại khác, và nó có thể đáp ứng nhu cầu của hoàn cảnh làm việc đa dạng để chống ăn mòn, kháng nhiệt độ cao và sức mạnh. Chẳng hạn, Công ty TNHH Công nghệ Cangzhou Longtaidi Pipeline Co. Điều này làm cho các ống composite bimetallic có thể xử lý áp suất cao và ăn mòn, được sử dụng trong chiết xuất dầu và khí.
2, Lợi ích chính: vượt qua bốn vấn đề chính với thủ công mỹ nghệ thông thường
1. Mức độ tự do hình học: Xây dựng chính xác các hình dạng phức tạp
Tính khả dụng của công cụ và thiết kế khuôn Giới hạn các phương pháp truyền thống, khiến cho việc tạo ra các đường ống phức tạp với các đường cong sắc nét ở các góc khác nhau, xoắn ốc không gian và các phần chéo - không thẳng. Ngoài ra, in 3D kim loại có thể làm:
Thiết kế các kênh dòng chảy phù hợp: Ví dụ, một công ty trong các bộ phận in Nam Kinh cho các lò phản ứng hóa học có các kênh làm mát xoắn ốc tích hợp. Các kênh này đã cải thiện truyền nhiệt 40% và giữ cho nhiệt độ không thay đổi hơn 2 độ.
Đặt cùng nhau: Trong quá khứ, bạn phải hàn lại các mảnh khác nhau của một hệ thống đường ống. Bây giờ, bạn có thể in toàn bộ. Một nhà sản xuất thiết bị y tế đã kết hợp 12 bộ phận riêng biệt thành một bộ phận bằng cách sử dụng 3D chip vi lỏng. Điều này đã cắt giảm 90% rò rỉ và cắt giảm thời gian để đặt mọi thứ lại với nhau từ 8 giờ xuống còn 1 giờ.
Cấu trúc nhẹ: Một cấu trúc mạng được thực hiện với tối ưu hóa cấu trúc liên kết, làm cho nó nhẹ hơn mà không mất đi sức mạnh. Đường ống hợp kim Titan không vũ trụ có một lớp xen kẽ rỗng được thực hiện bằng in 3D. Điều này làm cho nó nhẹ hơn 35% so với rèn tiêu chuẩn.
2. Hiệu quả sản xuất: Thời gian cần thiết để chuyển từ vài tuần sang vài ngày
Cách truyền thống để thực hiện các đường ống liên quan đến năm bước: "Thiết kế phát triển khuôn/lắp ráp gia công giả mạo." Thủ tục này có thể mất tới bốn đến sáu tuần. Và in 3D kim loại tăng tốc quá trình phân phối rất nhiều bằng cách sử dụng ba bước - vòng lặp của "bài in mô hình kỹ thuật số - Xử lý":
Lặp lại nhanh: Một nhà sản xuất một số bộ phận xe hơi đã sử dụng in 3D để tạo ra ống xả và hoàn thành năm vòng tối ưu hóa thiết kế trong ba ngày. Cắt giảm áp lực trở lại 18% và tăng công suất 8%.
Nền kinh tế hàng loạt nhỏ: Nếu bạn yêu cầu ít hơn 500 đường ống tùy chỉnh mỗi năm, in 3D có chi phí ít hơn 40% mỗi mảnh so với các phương pháp truyền thống và bạn không phải trả tiền cho khuôn.
Sản xuất theo yêu cầu: Thông qua in 3D, một nhà máy điện hạt nhân làm cho các đường ống làm mát khẩn cấp trên trang -. Quá trình này chỉ mất 72 giờ từ thiết kế đến cài đặt, nhanh hơn 90% so với thời gian mua sắm thông thường.
3. Tỷ lệ sử dụng vật liệu: Từ "giảm chất thải vật liệu" đến "gần Nett hình thành"
Tỷ lệ sử dụng của vật liệu gia công điển hình thường dưới 45%, trong khi sản xuất "phụ gia" là cách in 3D được thực hiện:
Kiểm soát bột chính xác: Sự không chính xác về độ dày của lớp bột có thể nhỏ hơn 0,05 mm với công nghệ SLM và tốc độ sử dụng vật liệu có thể là trên 85%. So với các phương pháp rèn điển hình, các ống thép không gỉ được sản xuất bởi một công ty nhất định sử dụng nguyên liệu thô ít hơn 62%.
Sử dụng vật liệu gradient: Bằng cách sử dụng nhiều vòi phun để in cùng nhau, bạn có thể thay đổi phẩm chất của vật liệu trên cùng một phần. Một buồng đốt của một động cơ hàng không cụ thể được làm bằng niken - Hợp kim dựa trên hợp kim và cấu trúc tổng hợp gốm. Điều này làm cho nó 200 độ chống lại nhiệt độ cao.
Tái thiết lập Barekamp: Unglelt - Bột ràng buộc có thể là sự quyên góp của thị trấn và được sử dụng lại. Một hệ thống quản lý bột vòng - đã giúp một công ty cắt giảm tỷ lệ chất thải vật liệu của mình xuống dưới 5%.
4. Độ tin cậy chất lượng: Từ việc kiểm soát mọi thứ dựa trên chuyên môn đến sử dụng dữ liệu
Quá trình in 3D có thể để mắt đến các yếu tố quan trọng trong thời gian thực để đảm bảo rằng chất lượng vẫn giữ nguyên:
Xem hồ bơi nóng chảy: Cao - Máy ảnh tốc độ và cảm biến hồng ngoại thu thập dữ liệu về nhiệt độ và kích thước của nhóm nóng chảy trong thời gian thực. Công suất laser và tốc độ quét được tự động điều chỉnh. Công ty in các mảnh đường ống giữ độ xốp ở mức 0,1%, đây là tiêu chuẩn cho các bộ phận cấp hàng không.
Phát hiện trực tuyến: Mô -đun phát hiện lỗ hổng siêu âm tích hợp có thể tìm thấy lỗ hổng bên trong đối tượng trong khi nó đang được in. Phương pháp này đã giúp một đường ống hóa học nhất định tăng tỷ lệ trình độ thử nghiệm phá hủy không phải - từ 92% lên 99,5%.
Dữ liệu sau: Mọi sản phẩm đều có thẻ ID kỹ thuật số riêng để theo dõi tất cả các dữ liệu quy trình, bao gồm lô bột, các tham số in và công nghệ xử lý Post -. Điều này đáp ứng các tiêu chuẩn chứng nhận cao như ISO 13485.
3, Trường hợp sử dụng: Thực hành đột phá trong nhiều lĩnh vực
1. Khu vực năng lượng: Cuộc cách mạng nhẹ của đường ống áp lực cao -
Các ống tổng hợp lưỡng kim được làm bằng in 3D có thể xử lý nhiều áp suất - lên tới 140MPa-30% so với các ống thép liền mạch thông thường. Thiết kế cấu trúc rỗng cũng giảm 40% trọng lượng và tải trọng trên các nền tảng khoan. Sau khi được sử dụng trong một mỏ dầu ngoài khơi nhất định, sản lượng hàng ngày của một giếng đã tăng 15%và chi phí chạy và bảo trì nó đã giảm 22%.
2. Ngành công nghiệp hóa chất tạo ra các đường ống chống ăn mòn để đặt hàng.
In 3D có thể tạo ra các đường ống Hastelloy C-276 có thể xử lý các axit và bazơ mạnh. Những đường ống này có khả năng chống ăn mòn ion clorua gấp 100 lần so với thép không gỉ 316L. Phương pháp này đã giúp một công ty hóa học nhất định kéo dài tuổi thọ của lò phản ứng hỗ trợ đường ống từ 3 năm đến 15 năm, cắt giảm số lần cần phải ngừng hoạt động và duy trì 80%.
3. Trong lĩnh vực y tế, thực hiện các đường ống được cá nhân hóa với các phép đo chính xác
Stent 3D - có thể được thực hiện để phù hợp với dữ liệu CT của bệnh nhân, với lỗi đường kính bên trong không quá 0,05 mm. Điều này giải quyết vấn đề "không khớp kích thước" đi kèm với stent thường xuyên. Một ví dụ lâm sàng đã chứng minh rằng stent cá nhân có tỷ lệ phục hồi thấp hơn 67% so với stent thông thường. Tỷ lệ sống sót 1 năm của bệnh nhân cũng tăng lên 98%.