Hvernig getur málm 3D prentun hagrætt uppbyggingu háu - þrýstilokana?

1.. Brjótast framhjá takmörkum hefðbundinnar framleiðslu: að gera gríðarlega mun á fjölda rúmfræðilegra frelsisstigs
Að smíða og vinna eru aðalaðferðirnar sem notaðar eru til að gera hefðbundna hátt - þrýstilokana, en þessar aðferðir hafa nokkrar takmarkanir, svo sem hversu auðvelt það er að komast að verkfærum og hversu fljótt þær geta fjarlægt efni. Þegar þú hannar flóknar rennslisrásir þarftu oft að gera viðskipti - offs. Til dæmis þarf að vinna krossinn - boraðar gangar í vökvaventilum, en hægri - Horn flækjum getur gert vökvann ólgandi og gert þrýstingstapið verra.Málm 3D prentun, á hinn bóginn, getur gert öll flókin lögun beint með því að bæta við lögum.
Í flestum tilvikum:
SpaceX oxunarventill líkami: Þessi loki líkami er mikilvægur hluti af eldflaugakerfum. Það þarf að geta séð um hátt hitastig og háan þrýsting. Hönnunarteymið notaði SLM (Selective Laser Melting) tækni til að sameina hefðbundna Multi - íhluta samsetningar flæðisrásarinnar í eitt stykki. Þetta gerði það að verkum að veggþykkt flæðisrásarinnar fór frá 8mm til 5mm. Á sama tíma var hagræðing á topology notuð til að skera niður efnið á ekki - hleðslunni - legu svæði. Þetta gerði loki líkamann 40% léttari og 15MPa sterkari í samþjöppun.
Ítalska fyrirtækið Aidro hefur endurhannað vökvaventilblokkina með 3D prentunartækni. Þeir skiptu um hefðbundna krossinn - borarás með sléttum umskiptum bogadregnum flæðisrás, sem lækkar vökvsþrýstingstap um 25%, lækkar rúmmál lokans um 30%og nær frásog og hávaða með innra grindaruppbyggingu.
Lykil tæknileg atriði:
Að hanna uppbyggingu sem getur stutt sig: Að hanna sjálf - Stuðningshorn 45 gráðu til 55 gráðu gerir það að verkum að það er ólíklegt að stuðningsbyggingin komist í veg fyrir flæðisrásina. Sem dæmi má nefna að Títan álfelgurinn er með rennslisrás sem er hallað við 45 gráður þannig að stuðningsleifar byggist ekki upp þegar það er sett upp lárétt.
Hagræðing Multi - Axis rásir: Notkun CFD (Computational Fluid Dynamics) uppgerð til að finna besta sveigju radíus fyrir rásina svo að vökvinn haldi áfram að flæða vel um hornin. Með CFD rannsóknum bætti þýska fyrirtækið Samson sveigju radíus lokaraflsrásarinnar frá 3mm í 6mm, sem lækkaði þrýstingsmissi um 18%.
Hönnun sem virkar saman: Sameina dæmigerðan loki líkama sem þarf að setja saman frá nokkrum hlutum í eina stykki uppbyggingu, sem sker niður fjölda þéttingarflata . 3 d prentun sameinar 10 virka hluta í Airbus A380 spoiler vökvaventil líkama, sem lekur líkurnar á leka um 60%.
2.. Léttur og mikill styrkur getur lifað saman: Hagræðing á grannfræði leiðir til byggingarbyltingar
Hátt - þrýstiventill líkamans þarf að vera léttur en nógu sterkur til að standast þrýsting þannig að kerfið notar ekki eins mikla orku. Hefðbundin hönnun notar reynsluformúlur til að ganga úr skugga um að allir hlutar séu jafn sterkir. Málm 3D prentun og topology hagræðingar reiknirit geta aftur á móti stjórnað dreifingu efna nokkuð nákvæmlega.
Í flestum tilvikum:
Liebherr Aviation Hydraulic Lok Body: Liebherr gerði títan ál vökvaventil líkama fyrir Airbus A380. Með því að nota hagræðingu á grannfræði losuðu þeir sig við 35% af ekki - álaginu - leguefni, sem gerði loki líkamann léttari (frá 2,8 kg til 1,8 kg) og sterkari (frá 25 MPa til 25 MPa). Lokalíkaminn er búinn til með SLM tækni, sem gefur honum lagþykkt 30 μm og yfirborðs ójöfnur af RA minna en eða jafnt og 6,3 μm. Þetta uppfyllir nákvæmni staðla fyrir flugeinkunn.
Líkaminn CGN kjarnorkuventillinn er úr 316L ryðfríu stáli og hefur breytilega þéttleika grindarbyggingu. Þetta gerir það 28% léttara en samt getað staðist 15MPa af þrýstingi. Yfirborðs ójöfnur innri rennslisrásarinnar er einnig betri en hefðbundinna vinnsluferla.
Mikilvæg tæknileg atriði:
Multi - Markmið Topology Optimization: Erfðafræðileg reiknirit eða hermt annealing reiknirit finnur bestu efnisdreifingu með því að nota styrk, stífni og þreytulíf sem takmörk. Til dæmis getur Platinum BLT - S400 fundið 20.000 hámarks hnúta á hvert lag og búið til líkamsform sem uppfylla ASME BPVC forskriftir.
Notkun halla efnis: Þú getur breytt leysirafli eða skannarhraða til að breyta því hvernig efnið virkar í ýmsum hlutum sama íhluta. Til dæmis er hátt - orkuskönnun notuð á þéttingaryfirborði loki líkamans til að gera það erfiðara, en lágt - afl skönnun er notuð á þann hluta sem ber ekki þyngd til að létta afgangsálag.
Stjórnun hitauppstreymis: Hár - Þrýstingsloki getur breytt lögun í öllu framleiðsluferlinu vegna hitauppstreymis, þess vegna er þörf á hagræðingu til að skera niður á bilun. EOS M 400-4 notar kraftmikla leysastýringartækni, sem dregur úr stærð hitasvæðisins (HAZ) á títan álfelgum líkama úr 0,5 mm í 0,2 mm og lækkar streitu leifar um 40%.
3.
Það er erfitt að fá nákvæma stjórn á afköstum vökva með hefðbundnum loki líkamsrennslisrás þar sem það notar reynsluformúlur. Nýsköpunarhönnun eins og örrásir og lífefnafræðileg rennslisrásir snúa loki líkamanum frá „aðgerðalausri rás“ í „virkt vökvastýringarkerfi.“
Í flestum tilvikum:
Domin Fluid Power Servo loki er 3D - prentaður servó loki sem var endurhannaður af Bretlandi Company Domin Corporation. Lífefnafræðileg hákarl húðflæði rásarhönnun gerir vökvann að myndum stöðugan vegg - fest rennsli inni í loki líkamanum. Þetta lækkar á ólgusömum hávaða um 12dB og þrýstingsmissi frá 0,8MPa í 0,5MPa.
Renishaw Sailboat Hydraulic Loki: Renishaw bjó til vökvaventil fyrir seglbát Land Rover Bar sem notar 3D prentun til að gera sléttan, ávöl rennslisrás. Þetta gerir flutning vökva 15% skilvirkari og hjálpar seglbáturinn að fara 0,3 hnúta hraðar í Copa America.
Mikilvæg tæknileg atriði:
Að búa til örrásir: Hægt er að búa til örrásir með þvermál minna en 0,5 mm með háu - nákvæmni leysir skönnun, eins og 20000mm/s skannarhraði Huashu hátækni FS121M-8 búnaðarins. Sem dæmi má nefna að læknisventill líkami hefur 3D prentað 0,3 mm örrásir sem gera dreifingu lyfja nákvæmari um ± 2%.
Lífefnafræðileg rennslisrásarhönnun: Notkun mannvirkja sem sést í náttúrunni sem hjálpa vökva að renna betur, slíkar laufblæðingar og græða grið, til að búa til flæðisrásir með litla mótstöðu. Háskólinn í Pennsylvania framleiddi Inconel 718 Vökvaklefa álfelgisins, sem notar lífefnafræðilegan rennslisrennslisrennsli til að lækka þrýstingsfall um 30%.
Multi - Eðlisfræði Tenging Hagræðing: Þetta er ferlið við að nota vökvavirkni, hitafræðilega og burðarvirki saman til að greina hvernig mismunandi reitir hafa samskipti sín á milli til að ná sem bestum árangri úr flæðisrásinni og smíði loki. Sem dæmi má nefna að Samson notar ANSYS vinnubekkjapallinn til að hámarka þrýstingsdreifingu í rennslisrásinni og hitauppstreymi í loki líkamanum á sama tíma.
4.. Efnisleg nýsköpun: Velja besta efnið í stað þess mest
Þegar þú gerir hátt - þrýstilokana þarftu að hugsa um margt, eins og hversu sterkir þeir eru, hversu vel þeir standast tæringu og hversu vel þeir halda uppi háum hita. Vinnslutækni takmarkar fjölbreytt hefðbundin efni, en málm 3D prentun getur fljótt sannreynt og notað ný efni.
Í dæmigerðu tilfelli:
Nikkel - byggt á háu - hitastig álfelgislíkans: GE Aviation gerir Inconel 718 álfelgulíkan með því að nota hugtak leysir M2 tækni. Með því að aðlaga leysir orkuþéttleika (80–120J/mm³) nálgast efnisþéttleiki 99,9% og helst við ávöxtunarstyrk 1200MPa jafnvel við háan hita 650 gráðu, sem er það sem flugvélar þurfa.
Títan álfelgur (Tial) vökvaventill líkami sem Platinum Lite og ákveðinn bílaframleiðandi unnu saman stjórnar og áföngum mjög nákvæmlega með 3D prentun. Þetta lækkar þéttleika loki líkamans frá 4,5g/cm³ í 3,8g/cm³ en heldur styrk sínum við 450MPa. Þetta hjálpar til við að gera ný orkubifreiðar léttari.
Lykil tæknileg atriði:
Að búa til ný efni: Að búa til hátt - frammistöðu álefni með því að breyta samsetningu duftsins (til dæmis með því að bæta við SC, Zr og öðrum þáttum). Til dæmis hefur ákveðið fyrirtæki gert 3D prentun - sértækt títanblöndu (TI-6AL-4V-0,1b) sem varir í 20% lengur en venjulegt efni þegar þau eru þreytt.
Tækni til að prenta með fleiri en einu efni: Notkun fleiri en einn leysirhöfuð eða stút getur gert hallabreytingar milli mismunandi efna. Sem dæmi má nefna að prenta sterka ál (eins og StelliTe 6) á þéttingaryfirborði loki líkamans og léttur álblöndu á meginhluta líkamans slær góða málamiðlun milli afköst og kostnaðar.
Að byggja upp efnisgagnagrunn: Settu upp gagnagrunn með 3D prentun - sértækum efnisafköstum til að hjálpa við hönnun. EOS Materials gagnagrunnurinn hefur til dæmis upplýsingar um 3D prentunarferlið og afköst fyrir meira en 200 tegundir af málmefnum.