Wie kann man durch Metall 3D -Druck ein integriertes Formteilen von Pipeline -Teilen erreichen?

一 Das technische Prinzip besteht darin, Dinge digital von Pulver zu Pipeline zu bauen.
Um ein festes Objekt in drei Abmessungen herzustellen, verwendet Metall 3D -Druck hoch - Energiebalken (Laser oder Elektronenstrahl), um Metallpulver zu schmelzen und übereinander zu stapeln. Zum Beispiel sind die Hauptschritte im SLM -Prozess (Selektiven Laserschmelzen)
3D -Modellierung und Schnitt: Importieren Sie das CAD -Modell der Pipeline -Teile in die Slicing -Software. Erstellen Sie dann Schichtdicke -Daten, die zwischen 0,02 und 0,1 mm liegen, und planen Sie den Pfad für den Laser -Scan.
Pulverbeschichtung und Laserschmelzen: Die Pulverbeschichtungsmaschine verbreitet Metallpulver gleichmäßig über die Werkbank und wird durch Inertgas geschützt. Der hohe - Energy -Laserstrahl schmilzt dann das Pulver selektiv entlang des Pfades, um einen einzelnen - -Schigern - -Abschnitt zu erstellen.
Schicht für Schichtstapel und -entwurf zur Unterstützung: Die Workbench geht in Schichten ab und wiederholt den Prozess des Ablegens von Pulver und Schmelzen. Das Hinzufügen löslicher Stützstrukturen erzeugt die suspendierten Stücke, was schließlich zur Erstellung ganzer Pipeline -Komponenten führt.
Diese Technik kann Materialien wie Edelstahl, Titanlegierungen, Nickel - -basierte Legierungen und andere umgehen und die Bedürfnisse verschiedener Arbeitsumstände für Korrosionsbeständigkeit, hoher Temperaturfestigkeit und Festigkeit erfüllen. Beispielsweise verwendet Cangzhou Longtaidi Pipeline Technology Co., Ltd. 3D -Druckschweißtechnologie, um 3 mm dicke Nickel -Legierung auf der Innenseite von Kohlenstoffstahlrohren zu schmelzen. Dies macht bimetallische Verbundrohre, die hohen Druck und Korrosion bewältigen können, die bei der Öl- und Gasextraktion verwendet werden.
2, Hauptvorteil: Über die vier Hauptprobleme mit herkömmlichem Kunsthandwerk hinauszugehen
1. Geometrische Freiheitsgrade: genaues Aufbau komplizierter Formen
Die Verfügbarkeit von Werkzeugen und Formgestaltung begrenzen traditionelle Methoden, wodurch es schwierig ist, komplizierte Pipelines mit scharfen Kurven in verschiedenen Winkeln, räumlichen Spiralen und Cross - -Abschnitten herzustellen, die nicht gerade sind. Außerdem kann der Metall -3D -Druck dies tun:
Konstruktionskanäle entwerfen: Zum Beispiel ein Unternehmen in Nanjing -gedruckten Teilen für chemische Reaktoren, bei denen Spiralkühlkanäle eingebaut waren. Diese Kanäle verbesserten die Wärmeübertragung um 40% und hielten die Temperatur um mehr als ± 2 Grad.
Zusammengesetzt: In der Vergangenheit mussten Sie verschiedene Teile eines Pipeline -Systems zusammenlöten. Jetzt können Sie das Ganze drucken. Ein Hersteller von medizinischen Geräten hat 12 getrennte Teile unter Verwendung des 3D -Drucks von mikrofluidischen Chips kombiniert. Dies hat die Lecks um 90% verringert und die Zeit gesenkt, die es benötigt, um die Dinge von 8 Stunden bis 1 Stunde zusammenzustellen.
Leichte Struktur: Eine Gitterstruktur aus Topologieoptimierung, die sie leichter macht, ohne Kraft zu verlieren. Die Luft- und Raumfahrt -Titan -Legierungs -Pipeline hat eine hohle Zwischenschicht, die mit 3D -Druck hergestellt wurde. Dies macht es 35% leichter als Standard -Schmiedetaten.
2. Produktionseffizienz: Die Zeit, die benötigt wird, um schnell von Wochen auf Tage zu wechseln
Die traditionelle Methode zur Herstellung von Pipelines umfasst fünf Schritte: "Entwerfen Sie Schimmelentwicklungsguss-/Schmiedensbearbeitungsbaugruppe." Dieses Verfahren kann bis zu vier bis sechs Wochen dauern. Und Metall 3D -Druck beschleunigt den Liefervorgang erheblich, indem sie eine Drei - geschlossene Schleife "Digitaler Modelldruckpost - Verarbeitung" verwenden:
Schnelle Iteration: Ein bestimmter Hersteller von Autoteilen, der 3D -Druck verwendet hat, um Abgaskrümmer zu machen, und fünf Runden der Designoptimierung innerhalb von drei Tagen beendet. Dieser Schnittabgasendruck um 18% und steigerte die Leistung um 8%.
Kleine Chargenökonomie: Wenn Sie weniger als 500 maßgeschneiderte Pipelines pro Jahr benötigen, kostet 3D -Druck 40% weniger pro Stück als herkömmliche Methoden, und Sie müssen nicht für Formen bezahlen.
Produktion bei Bedarf: Durch 3D -Druck stellt ein Kernkraftwerk Notkühlrohre an der - -Seite her. Dieser Vorgang dauert nur 72 Stunden vom Design bis zur Installation, was zu 90% schneller ist als die übliche Beschaffungszeit.
3..
Die Verwendungsrate typischer Bearbeitungsmaterialien beträgt normalerweise weniger als 45%, während die "additive" Herstellung der Herstellung von 3D -Drucken ist:
Richtige Pulverkontrolle: Die Ungenauigkeit in der Dicke der Pulverschicht kann mit der SLM -Technologie weniger als 0,05 mm betragen, und die Materialnutzungsrate kann über 85%betragen. Im Vergleich zu typischen Schmiedeverfahren verwenden die von einem bestimmten Unternehmen hergestellten Edelstahlrohre 62% weniger Rohstoffe.
Verwenden von Gradientenmaterial: Durch die Verwendung zahlreicher Düsen, um zusammen zu drucken, können Sie die Eigenschaften des Materials aus demselben Teil ändern. Die Brennkammer eines spezifischen Luftfahrtmotors besteht aus einer Nickel -Basis -Legierung und Keramikverbundkonstruktion. Dies macht es 200 Grad resistenter gegen hohe Temperaturen.
Barekamp: Unmelt - gebundenes Pulver kann Stadtspenden sein und erneut verwendet. Ein geschlossenes - Loop -Pulvermanagementsystem hat einem Unternehmen geholfen, seine Materialabfälle auf weniger als 5%zu senken.
4. Qualitätszuverlässigkeit: Von der Steuerung von Dingen auf der Grundlage von Fachkenntnissen zur Verwendung von Daten
Der 3D -Druckprozess kann wichtige Faktoren in Echtzeit im Auge behalten, um sicherzustellen, dass die Qualität gleich bleibt:
Beobachten Sie den geschmolzenen Pool: Hoch - Geschwindigkeitskameras und Infrarotsensoren erfassen Daten zur Temperatur und Größe des geschmolzenen Pools in Echtzeit. Die Laserleistung und die Scangeschwindigkeit werden automatisch eingestellt. Das Unternehmen, das die Pipeline -Stücke druckt, hält die Porosität bei 0,1%, was die Norm für Teile der Luftfahrtqualität ist.
Online -Erkennung: Integriertes Ultraschallfehler -Erkennungsmodul, das während des Druckens Fehler im Objekt finden kann. Diese Methode hat einer bestimmten chemischen Pipeline geholfen, ihre destruktive Qualifikationsrate von 92% auf 99,5% zu erhöhen.
Folgende Daten: Jedes Produkt erhält eine eigene digitale ID -Karte, die alle Prozessdaten verfolgt, einschließlich der Pulver -Stapel, den Druckparametern und der Verarbeitungstechnologien {-. Dies entspricht hoher Zertifizierungsstandards wie ISO 13485.
3, Anwendungsfall: Disruptive Praktiken in vielen Bereichen
1. Der Energiesektor: Die leichte Revolution von hohem Druckpipelines -
Bimetallische Verbundpfeifen mit 3D-Druck können viel Druck - bis zu 140 mPA-30% mehr verarbeiten als normale nahtlose Stahlrohre. Das Hohlstrukturdesign senkt auch das Gewicht um 40% und die Last der Bohrplattformen. Nachdem sie in einem bestimmten Offshore -Ölfeld eingesetzt worden waren, stieg die tägliche Leistung eines einzelnen Brunnens um 15%und die Kosten für das Laufen und die Aufrechterhaltung von 22%.
2. Die chemische Industrie stellt Pipelines her, die gegen Korrosion resistent sind.
3D-Druck kann Hastelloy C-276-Rohre machen, die starke Säuren und Basen umgehen können. Diese Rohre sind 100 -mal mehr gegen Chloridionenkorrosion als 316L Edelstahl. Diese Methode hat einem bestimmten Chemieunternehmen geholfen, die Lebensdauer der Reaktor -Unterstützung von Pipeline von 3 bis 15 Jahren zu verlängern und die Häufigkeit zu senken, mit der sie geschlossen und um 80%aufrechterhalten werden muss.
3. im medizinischen Bereich, indem personalisierte Pipelines mit genauen Messungen hergestellt werden
Der 3D - gedruckte Titan -Legierungs -Gefäßstent kann für die CT -Daten des Patienten mit einem Innendurchmesserfehler von nicht mehr als 0,05 mm gemacht werden. Dies löst das Problem "Größenmismatum", das mit regulären Stents verbunden ist. Eine klinische Instanz zeigte, dass personalisierte Stents eine um 67% niedrigere Restenosis als reguläre Stents aufwiesen. Der 1-Jahres-Überlebensprozentsatz der Patienten stieg ebenfalls auf 98%.