Ist hoch - Temperaturlegierung geeignet, um Dampfgeräte zu drucken?

一, die technologischen Vorteile des 3D -Drucks mit hohem - Temperaturlegierungen: Überwindung der Grenzen der traditionellen Produktion
1. Die Fähigkeit, komplizierte Strukturen zu machen
Bei der Herstellung von hohlen Klingen für Dampfturbinen unter Verwendung der typischen Investitionsguss -Technik benötigt es viele Schritte, um die Kühlkanäle zu spleißen. Dies bedeutet, dass weniger als 10% des Materials verwendet werden und die Klingen wahrscheinlich Schweißfehler aufweisen. Durch die SLM -Verfahren (SLM) oder Elektronenstrahlschmelze (Elektronenstrahlschmelze) können 3D -Drucktechnologie komplizierte Funktionen wie konforme Kühlkanäle und Gitterstrukturen direkt drucken. Zum Beispiel haben die Turbinenklingen, die die Platin -Technologie für ein bestimmtes Gasturbinenunternehmen gedruckt hat, die Kühlung von 30% effizienter gestellt und die Klingen zu 25% leichter gemacht. Dies hat die thermische Effizienz und Betriebsstabilität von Dampfausrüstung erheblich verbessert.
2. Die Fähigkeit, die Eigenschaften von Materialien zu verbessern
Wenn hoch - Temperaturlegierungen 3D gedruckt sind, kann eine Kühlrate von 106–108 Grad /s ultrafeine Kornmuster und sogar amorphe Phasen erzeugen. Dies macht das Material stärker und müdiger gegen Ermüdung bei hohen Temperaturen. Avic Maite's in738 High - Temperaturlegierpulver, hergestellt durch 3D -Druck, hat eine Streckgrenze von 900 mPa für Gasturbinenklingen bei hoher Temperatur von 1200 Grad. Dies ist 15% größer als traditionelle Gussteile. Die Verwendung von AI -Algorithmen zur Optimierung von Prozessparametern (das Ändern der Laserleistung und der Scangeschwindigkeit bei der Fliege) kann Ihnen auch eine feine Kontrolle über die Mikrostruktur des Materials liefern und Ihnen helfen, mehr über das Leistungspotential von hohem Temperaturlegierungen zu erfahren.
3.. Senkung der Kosten und der Zeit, die benötigt wird, um Dinge zu machen
Machen Sie hoch - Temperaturteile der alten - -Modierung von 12 Schritten, z. B. Schmelzen, Schmieden und Wärmebehandlung, und kann bis zu sechs Monate dauern. Mit dem Modus "Digital Model Direct Forming" senkt die 3D -Drucktechnologie den Produktionszyklus auf weniger als zwei Wochen. Xi'an Bolite verwendete die SLM -Technologie, um Turbinenscheiben für Luftfahrtmotorenunternehmen zu drucken. Dies ermöglichte es, dass Schlüsselkomponenten in Dampfausrüstung schnell iteriert werden. Das Unternehmen war in der Lage, 90%des Materials anstelle der üblichen 15%zu verwenden, und die Kosten für jedes Stück gingen um 40%zurück.
2, die Herausforderung, Dampfausrüstungsteile für den industriellen Gebrauch zu drucken: Die Lücke zwischen dem Labor und dem Workshop
1. Probleme bei der Stabilität des Prozesses
Wenn hoch - Temperaturlegierungen 3D gedruckt sind, interagieren Laser und Pulver in vier verschiedenen Zuständen: Feststoff, Flüssigkeit, Gas und Plasma. Dies lässt den geschmolzenen Pool kompliziert und sich ändern. Wenn beispielsweise SLM inconel 718 Legierung druckt, wenn die Scangeschwindigkeit nicht innerhalb des idealen Bereichs liegt, werden Defekte wie Brüche und Poren wahrscheinlich auftreten, was bedeutet, dass weniger als 70% der Teile qualifiziert sind. Auch das Problem der Verformung der Verformung, die durch den Aufbau von Restspannungen verursacht wird, ist besonders schlecht, wenn große Dampfausrüstungsteile (wie Kesselmembranwände) gedruckt werden. Es muss mit zusätzlichen Schritten wie dem Vorheizen des Substrats und der Wärmebehandlung von Spannungsfreisetzungen fixiert werden.
2. Garantie für eine konsistente Materialleistung
Die Leistung aller Teile der Dampfausrüstung muss sehr konsistent sein. Beispielsweise müssen die Wärmeübertragungsrohre in Kernkraftwerken lange Zeit bei 360 Grad und 17,2 MPa arbeiten. Alle Leistungsänderungen in einem bestimmten Bereich könnten gefährlich sein. Kleine Änderungen der Größenverteilung von Pulverpartikeln, der Dichte des Pulvers und anderer Parameter im gesamten 3D -Druckprozess können jedoch in verschiedenen Teilen des Produkts Unterschiede in der Korngröße und der Niederschlagsphasenverteilung verursachen. Nur wenige inländische Unternehmen wie Huashu High Tech haben Systeme zum Verfolgen von Pulverchargen und Online -Überwachungsplattformen eingerichtet, um Leistungsänderungen innerhalb von ± 5%zu erhalten. Es ist jedoch immer noch schwierig, die hohen Spezifikationen für Kernkraftkomponenten zu erreichen.
3. Kein System zur Standardisierung
Die globalen Standards für die Zertifizierung von 3D - gedrucktem hoch - Temperaturteilen sind noch nicht fertig. ASTM International hat die "allgemeinen Anforderungen an die additive Herstellung von metallischen Materialien" veröffentlicht, aber es besteht immer noch eine Lücke bei den Testmethoden für bestimmte Arbeitssituationen von Dampfgeräten, wie die Oxidation auf der Dampfseite und die Korrosion durch Wasserdampf. Ein inländisches Unternehmen machte Superhitzer -Rohrbündel für Wärmekraftwerke, aber das Projektabnahmeprozess wurde um 18 Monate verlängert, da es keine speziellen Teststandards für Dinge wie Hochtemperaturdauer und Dampfseite Oxidationsrate gab. Dies machte das Projekt für die Industrialisierung riskanter.
3, Durchbruch in Anwendungsszenarien: vom Pilot zu voll - Skala
1. Umzugstechnologie von einer Branche zur anderen in der Luft- und Raumfahrt
Bei der Gestaltung heißer Endteile benötigen sowohl Flugzeugmotoren als auch Dampfturbinen Dinge wie effektives Abkühlen und Licht. GE verwendete 3D -Druck, um die Brennstoffdüse von Leap Engine zu machen, die 20 Teile zu einem kombiniert. Diese Technik wurde auch erfolgreich verwendet, um Dampfturbinendüsen herzustellen. Die Ouzhong -Technologie, ein chinesisches Unternehmen, druckte einen Regulierungsventilkern für ein überkritisches Thermo -Stromeinheit von Ultra -. Dieses Design reduzierte das Gewicht um 35% und beschleunigte die Reaktionszeit der Regulierung auf 0,2 Sekunden, wodurch die dynamische Kontrollleistung von Dampfgeräten erheblich verbessert wurde.
2. individuelle Bedürfnisse im Bereich der Kernenergie
Die vierten - Generation Kernreaktoren wie Natrium - gekühlte schnelle Reaktoren und geschmolzene Salzreaktoren haben strengere Kriterien für die in Dampfgeneratoren verwendeten Materialien. Zum Beispiel müssen sie unter Bedingungen mit hohen Temperaturen und schwerer Strahlung über 600 Grad . 3 D -Drucken ermöglicht werden, um fast schwierig zu formen. Das Institut für Metallforschung an der chinesischen Akademie der Wissenschaften hat eine 3D - gedruckte GH1333 -Legierungsrohr entwickelt, die bei getesteten simulierten Unfallbedingungen 20% besser gegen Schwellungen widerspricht als herkömmliche extrudierte Röhrchen. Dies bietet technische Unterstützung für die Lokalisierung von Kernenergiegeräten.
3. Schnelle Änderungen an Industriekesseln
Die 3D -Drucktechnologie kann dabei helfen, winzige und modulare Dampfgeräte im Bereich verteilter Energie schnell zu wachsen. Zum Beispiel setzt ein Unternehmen die SLM -Technologie ein, um Brenner für Biomassekessel herzustellen. Das Design des biomimetischen Flusskanals erhöht die Verbrennungseffizienz um 12% und verkürzt die Zeit, die für die Entwurf zur Lieferung auf 45 Tage dauert, was dreimal schneller ist als Standardmethoden. In Zukunft wird es möglich sein, Dampfausrüstung mithilfe der digitalen Zwillings -Technologie und des 3D -Drucks zu personalisieren und aufzubauen.