Kann Metall -3D -Druck Vorteile bei Wärmeableitungskomponenten wie motorischen Gehäusen haben?

一, integriertes Formen komplizierter Strukturen: Über die physikalischen Grenzen bestehender Methoden hinausgehen
1. Verbesserung der Topologie interner Kanäle
Herstellung von Wärmeableitungen Die alte - -Modierung beinhaltet das Schweißen oder die mechanische Verarbeitung von Flossen, Durchflusskanälen und anderen Strukturen zusammen. Dies kann zu Schwierigkeiten wie einem hohen thermischen Widerstand und Lecks führen. Die Schicht -für -Schicht -Fusionstechnik ermöglicht es dem Metall -3D -Druck, um sofort integriertes Formen von komplizierten internen Strömungskanälen zu erzeugen. Zum Beispiel hat die Conflux -Technologie in Australien einen 3D - gedruckten Wärmetauscher für Formel -1 -Rennwagen erstellt. Es hat ein Spiralflusskanal -Design, das die Wärmeaustauschoberfläche um 300%erhöht, den Druckabfall um 40%senkt und das Risiko des Schweißens von Gelenklecks mit demselben Volumen beseitigt. Diese Form des Designs kann Richtungsströmungskanäle für die heißen Regionen von Motorwicklungen bei der Anwendung des Motorgehäuses erzeugen, was dazu beiträgt, die Wärme auf genaue Weise zu entfernen.
2. Sehr dünne Wände und ein Gerüst mit Mikrokanälen
Die minimale Wandstärke fürMetall 3D -Druckist auf mehr als 0,1 mm gestiegen. In Kombination mit der Mikrokanal -Technologie kann dies stark erhöhen, wie gut die Wärme aus dem Objekt herausgeht. Der Nickel - -basierte Legierungswärmetauscher, an dem die französische Firma Temisth und die chinesische Firma Yijia 3D zusammengearbeitet haben, hat die Wärmeübertragungseffizienz zwischen überkritischem Co₂ und hohem - -Konzentrationssalzlösung im Meerwasser -Dealinierungsprozess um 25%verbessert. Dies geschah durch Kombination von 0,15 mm dünnen Flossen und 0,5 mm Mikrokanälen. Diese Art von Struktur kann den Temperaturanstieg von Leistungsgeräten während der Wärmeabgabe von Elektroauto -Motorkontrollern innerhalb von 5 Grad halten, was die Lebensdauer der Geräte mehr als verdreifacht.
3. Die Gitterstruktur ist leicht.
Die Gitterstruktur, die die Topologieoptimierung herstellt, kann die Dinge viel leichter machen, während er doch stark ist. Bolite machte eine Titan -Legierungspindelgehäuse für ein bestimmtes Luft- und Raumfahrtunternehmen, das ein Gradientengitterdesign verwendet. Dieses Design passt nicht nur zum Bedarf an 2000n · m Drehmomentlager, sondern macht das Gehäuse auch 25% leichter als ein Standarddesign. Diese Art von Design kann das Trägheitsmoment senken und die dynamische Reaktion des Motors um mehr als 15% beschleunigen, wenn sie in einem Motorgehäuse verwendet werden.
2, materielle Leistung und Prozesssynergie: Befriedigung der Bedürfnisse schwieriger Arbeitsumstände
1. Gewohnte Verwendung von Materialien mit hoher thermischer Leitfähigkeit
Kupfer- und Kupferlegierungen sind die besten Materialien, um Wärme loszuwerden, da sie eine große thermische Leitfähigkeit aufweisen (reines Kupfer hat eine thermische Leitfähigkeit von 401W/m). Da Kupfer jedoch in der traditionellen Verarbeitung so reflektiert wird, absorbiert es nur 5% des Laserlichts, was das Schmelzen schwer macht. Die 3D -Drucktechnologie von Xihe Additive's Green Laser Metal hat Kupfer 40% mehr Laserlicht absorbiert. Sie konnten einen Kupferkühlkörper drucken, der 0,5 mm dick war und eine sehr dünne TPMS -Struktur (dreifach minimal gebogene Oberfläche) hatte. Die Dichte betrug 99,9% und die Oberflächenrauheit betrug RA weniger oder gleich 3,2 & mgr; m. Dadurch wurde der Kühlkörper um 20% effizienter bei der Durchführung von Wärme als herkömmliche Gussteile.
2. Drucken mit einem Gradienten mehrerer Materialien
Der 3D -Druck kann die Zusammensetzung von Materialien gradiental verändern, um die Leistungsbedürfnisse verschiedener Teile des Kühlkörpers zu erfüllen. Beispielsweise hat eine von einer bestimmten Firma hergestellte Werkzeugmaschinespindel eine Oberfläche aus hohem Kohlenstoffchromar -Stahl (HRC60 oder mehr) und einen Kern aus mittelgroßem Kohlenstoffstahl. Die Synchronpulver -Fütterungsmethode ermöglicht es, ohne Nähte zu binden. Dies macht die Schneide nicht nur resistenter gegen Verschleiß, sondern macht den Kern auch 1,8 -mal härter als typische Materialien, was die Gefahr des Brechens senkt.
3.. Steuerung der thermischen Belastung und das Erstellen von Post - Verarbeitung besser
Der Metall -3D -Druckprozess erwärmt sich und kühlt sich schnell ab, was leicht zu Restspannungen führen kann, wodurch die Metallbiegung oder das Zerbeugen durchsetzt. Das OQTON 3DXFIGHT -Programm kann Multi - Physik verwenden, wenn sie nach der Behandlung mit heißer isostatischer Pressen (Hüfte) verwendet werden. Innenporen können entfernt werden, wodurch 3D -gedruckte Teile eine Ermüdungslebensdauer von über 90% im Vergleich zu geschmiedeten Teilen verleihen.
3, optimieren Sie die Kosten für den gesamten Lebenszyklus, von einer Einheit bis hin zu vielen von ihnen zu machen
1. Die Kosten des Anpassens kleiner Chargen
Der 3D -Druck kann Geld für Schimmelpilzentwicklungskosten sparen (traditionelle Stempel - Gussformen kosten zwischen 500.000 und 2 Millionen Yuan) für kleine und mittelgroße Wärmeableitungskomponenten, die weniger als 5.000 Teile pro Jahr herstellen. Die Kosten pro Stück können im Vergleich zu herkömmlichen Methoden auch um 30% bis 50% gesenkt werden. Beispielsweise verwendet eine Firma die Platinum BLT - S400, um Aluminiumlegierungsmotorhüllen zu drucken. Die Kosten des Materials betragen nur 25% des Verkaufspreises, während die Abfallrate für herkömmliche Schmiede- und Bearbeitungstechniken bis zu 60% beträgt.
2. Schnelle Änderungen und Überprüfen des Designs
Mit 3D -Druck kann "Design -Print -Testoptimierung" in einer geschlossenen Schleife durchgeführt werden, die die Entwicklungszeit von 6 bis 12 Monaten in herkömmlichen Methoden auf 2 bis 4 Wochen verkürzt. Das Micro -Kühler, das die IQ Evolution Company in Aachen, Deutschland, mit einer PCB, kann in nur 72 Stunden mit 3D -Druck vom Konzept zur Probenabgabe übergehen. Dies ist 10 -mal schneller als herkömmliche Methoden. Es kann auch die Parameter des Flusskanals für verschiedene Leistungs halbleiter wie sic -Komponenten schnell verändern.
3.. Umstrukturierung der Lieferkette und der verteilten Fertigung
Mit 3D -Druck können Sie "lokaler Druck, Global Distribute", was eine Möglichkeit ist, Dinge an verschiedenen Orten zu machen. Das 3D -Druckdienstzentrum von Siemens Energy in Deutschland kann schnell Gasturbinenblätter für europäische Kunden reparieren und die Lieferzeit von sechs Wochen auf 72 Stunden verkürzen. Unternehmen können 3D -Druckknoten im Primärmarkt einrichten, damit Motorkühlteile die Bestands- und Versandkosten senken können. Durch die Einrichtung von fünf 3D -Druckzentren auf der ganzen Welt hat ein inländisches Motorunternehmen die Zeit gesenkt, die benötigt wird, um Ersatzteile von 45 Tagen auf 7 Tage zu erhalten und die Bestandskosten um 60%zu senken.
4, Beispiel einer Branchenanwendung: vom Testen der Idee bis zur Herstellung in großen Mengen
1. wie man Elektrofahrzeuge Batterien kühl hält
Das Tesla -Modell Y hat einen 3D - gedruckten Nickel - basierten Legierungsbatteriekühlplatte mit biomimetischen Venenflusskanälen, die den Temperaturunterschied des Akkus innerhalb von 2 Grad halten. Dadurch wird das Auto 40% effizienter als herkömmliche Lösungen zur Kühlung von Mundharmonika. SLM Solutions -Ausrüstung aus Deutschland druckt die Kühlplatte in einem Stück in 12 Stunden, was die Anzahl der von 8 erforderlichen Schritten im Vergleich zu herkömmlichen Stempel- und Schweißmethoden verringert.
2. Wie Luftfahrtmotoren Wärme loswerden
Der Airbus A350 XWB verfügt über ein Motorgehäuse aus 3D - gedruckter Titanlegierung mit Wärme - löst Flossen und eine leichte Gitterstruktur. Es erfüllt EMI -Abschirmstandards und schneidet das Gewicht von den üblichen 8,2 kg auf 5,3 kg, was der Ebene hilft, 300 kg Gewicht pro Ebene zu verlieren. Addup, ein französisches Startup, verwendet Electron Beam Selektive Schmelztechnologie (EBSM), um die Schale zu drucken. Dies machte es zu 99,95% dicht und 15% stärker gegenüber Müdigkeit als gefälschte Teile.
3. Wie der industrielle Servo -Motorcontroller die Wärme beseitigt
Die HD7X -Serie Servo Drive von der Huichuan -Technologie verwendet eine 3D - gedruckte Kupferlegierungs -Wärme -Dissipation -Grundplatte und Mikrokanal -Arrays, um zu verhindern, dass die Temperatur von IGBT -Modulen über 65 Grad steigt. Dies erhöht die Leistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichen Aluminium -Extrusion -Wärme -Dissipationslösungen um dreimal. Die Platin -A400 -Maschine druckt die untere Platte, wodurch die Kosten jeder Komponente im Vergleich zu herkömmlichen Lötmethoden um 45% gesenkt werden. Es besteht auch kein Risiko einer Lötkorrosion.