Hvaða íhlutir iðnaðarbúnaðar eru hentugur fyrir 3D prentun á háu - styrkleika ál?

一, Möguleiki hás - styrkleikamerki til að vera 3D prentað: Samsetning efnislegra eiginleika og ferlisbætur
3D prentun nothæfi High - styrkleikamerki (td, martensitic Aged Steel 18ni300, H13 Tool Steel, 4140 Low - Alloy Steel) koma frá áberandi málmvinnslueinkennum þeirra og samverkandi framleiðslutækni:
Stjórnunarhæfni smásjána
3D prentun „Layer By Layer Melting Rapid Stolification“ eiginleiki getur virkan stjórnað stærð og stefnu kornanna í álstáli. Sem dæmi má nefna að sértækur leysir Melting (SLM) aðferð getur gert kornin í 18NI300 martensitískum aldri stáli minni að míkrómetra stigi. Þetta gerir ávöxtunarstyrkinn 30% sterkari en dæmigerðar smíðunaraðferðir. Institute of Metals í kínversku vísindaakademíunni komst að því að stjórna hitameðferðarferlinu mjög vel getur komið í veg fyrir að svitahola myndist og geri títan ál meira en 50% ónæmari fyrir þreytu. Þessari aðferð er einnig hægt að nota til að bæta kornbyggingu hás - styrkleikamerki.
Getu til að búa til flókin mannvirki
Fólk notar oft hátt - styrkleika ál stál til að búa til hluti sem geta séð um mjög mikið álag, slíkir hverfla diskar fyrir flugvélar og þrýstihylki fyrir kjarnorkuver. Í fortíðinni þurfti að gera framleiðslu og suðu sérstaklega. Með þrívíddarprentun geturðu þó búið til flókin form eins og innréttingar og samsvarandi kælisrásir í einu. NASA starfar Inconel 718, nikkel - byggð ál með 18% króm og 9% mólýbden, til að búa til Rocket Engine stúta með 3D prentun. Íhlutirnir halda sig uppbyggilega hljóð við háan hita í 2000 gráðu vegna þess að gegndræpi kælisrásarhönnun. Þetta er ekki mögulegt með venjulegri steypu.
Nota efni og lækka kostnað
Notkun hefðbundinnar smíðunartækni er aðeins 50% til 70% af efninu notað, en 3D prentun getur notað meira en 90%. Til dæmis hefur Arup notað 3D prentun til að búa til ryðfríu stáli mót fyrir bíla. Þetta hefur dregið úr þyngd hvers hluta um 75%, magn af stáli sem notað er um 30%og skilvirkni framleiðslu um 10 sinnum. Fyrir háa - styrkleika álfelgur eins og H13 Tool Steel, sem kostar 800 Yuan á hvert kíló, með því að nota minna efni þýðir stór sparnaður á kostnaði.
2, algengt notkunarmál: Iðnaðarnotkun 3D prentunar til að búa til hátt - styrkleika ál stál
1. Aerospace: tvöfalt bylting í léttu og háu - styrkur vélar vélar. Platinum Lite gerir hátt - hitastigs álfelgur fyrir geimferðariðnaðinn sem notar GH3039 nikkel - byggða ál, sem hefur 20% CR og 13% Co. Með því að nota hagræðingarhönnun, er þyngdin skorin um 40% en er enn að uppfylla kröfur um skriðþol við háhita 1000 gráðu.
Hlutar af uppbyggingu geimfaranna: Teymi prófessors Zhang Haiou hefur búið til „samþætta steypu, smíð og mölun“ 3D prentunartækni. Þessi tækni hefur gert hátt - styrkleiks álfelgur sem eru 500 cm að lengd, þar með talið lendingarbúnað og álag - legu uppbyggingu C919 flugvélarinnar. Þessi tækni gerir steypu, smíða og malunarferli á sama tíma. Þetta gerir hlutina tvöfalt sterkari gegn þreytu og sker framleiðslutíma um 60% miðað við hefðbundnar aðferðir.
2.. Orku- og efnaiðnaður: Ábyrgð á tæringarþol og stöðugleika við háan hita
Kjarnorkuverkfæri: Sameiginlegur búnaður notar lím úðunartækni við 3D prenta kjarnorku stál (slíkt SA - 508 Gr.3 Low-aloy Steel) og losnar við innri svitahola með heitum isostatic pressing (mjöðm) eftir þá staðreynd. Íhlutirnir þolir 360 gráðu og 17,2 MPa án tæringar, sem uppfyllir ASTM A923 viðmið. Þetta þýðir að dæmigerð steypu getur varað þrisvar sinnum lengur.
Útdráttur olíu og gas: Schlumberger notar rafeindgeislaminkun (EBM) tækni við 3D prentstengi fyrir djúpa - sjávarborana. Tengin eru úr 4140 lágu - álstáli, sem hefur 1% Cr og 0,5% Mo. tómarúmprentun losnar við óhreinindi og gerir hlutina 50% harðari við -40 gráðu, sem er það sem olíu- og gasþróun í norðurshringnum þarf.
3.. Bifreiðaframleiðsla: Ný leið til að gera hlutina léttan og gagnlegan
Rafhlaða rafhlöðupakki: Volvo notaði kalda úða málm 3D prentunartækni til að búa til rafhlöðupakka. Þeir notuðu H13 Tool Steel (sem hefur 5% CR og 1,5% V) og lífefnafræðilega grindarbyggingu. Áhrif orku frásogs hefur verið aukin og þyngdin hefur verið skorin niður um 35%. Þetta uppfyllir reglugerðir um öryggismál fyrir rafknúin ökutæki.
Vél með mikilli afköst: Ventilsæti BMW M - seríuvélarinnar eru úr títanblöndu (Ti - 6AL-4V) sem hefur verið 3D prentað. Hringirnir eru síðan húðuðir með nikkel-byggðri wolfram karbíði í gegnum yfirborðs leysir klæðningu. Í samanburði við venjulegar aðferðir við duft málmvinnslu eru hlutirnir fjórum sinnum ónæmari fyrir slit við hitastig 900 gráðu og síðast átta sinnum lengur.
3, Tæknileg vandamál og mögulegar lausnir: Mikilvæg vandamál sem þarf að leysa áður en rannsóknarstofur geta orðið verksmiðjur
3D prentun á háu - styrkleika álfellu býður upp á mikið loforð, en það eru enn þrjú megin vandamál sem þarf að leysa áður en hægt er að nota það í stórum stíl:
Að stjórna kostnaði og prenthraða
Það tekur samt 6 til 8 klukkustundir að prenta einn stóran hluta, eins og flugskel. Kostnaður við afskriftir búnaðar og duft gerir framleiðslukostnaðinn 3 til 5 sinnum hærri en fyrri aðferðir. Platinum BLT - S800 Multi - leysirhöfuð samsíða prentunartækni getur gert hlutina þrisvar sinnum skilvirkari og málmduftsbatatæknin getur lækkað kostnað hráefna um 40%.
Eftirlit með afgangsálagi og aflögun
Þegar hátt - styrkur ál stál kólnar fljótt, getur það valdið leifarálagi, sem getur valdið því að hlutar beygja eða splundra. AddUp og ECM hópur unnu saman að því að búa til hitameðferðarlausn sem lækkar leifarálag í Inconel 718 álhlutum um 70% og heldur áfram að aflögun undir 0,1 mm með sviðsettum glæðun (500 gráðu einangrun í 2 klukkustundir + 700 gráðu öldrun meðferðar í 4 klukkustundir).
Fjölga og tegundum af efni
Right now, there are only a little over ten mature 3D-printed high-strength alloy steels. These steels are hard to use in really harsh conditions, such very high temperatures (>1200 gráðu) og veruleg tæring (eins og í rökum H2S umhverfi). Sköpun nýrra málm keramik samsettra efna, slíkt tic - 18ni300, er að ýta á takmarkanir efna. Það getur orðið eins erfitt og HRC 65, sem er 50% erfiðara en hrein málm. Þetta gerir það gott fyrir að búa til hluti sem munu ekki slitna á djúpsjávarborum.