Hvernig kemur málm 3D prentun fram í framleiðslu íhlutum undir háum - hitastigi?

一, mikil breyting á eiginleikum efna: frá „ómögulegum“ til „frábær frammistaða“
1. Mjög nákvæm stjórn á smásjánni
Hratt kælingarhraðiMálm 3D prentun(Allt að 10 ³–10 ⁷ gráðu /s) hefur að öllu leyti umbreytt því hvernig steypu notuð til að virka, sem var af dendritískri þróun. Nikkel - byggð High - Hitastig málmblöndur eru gott dæmi. Hefðbundnar aðferðir þurfa margra vikna efnafræðilega einsleitni hitameðferð vegna aðgreiningar á tindar. Hins vegar skapar 3D prentun beint litla frumukornbyggingu, sem þýðir að einsleitnifasinn er ekki þörf. Stefnuhitameðferð getur einnig stjórnað nákvæmlega stærð „fasa úrkomu niður á nanóskalastigið. NASA metur 3D prentuðu nikkel - byggða álfellublöð og komst að því að þau héldu 98% af upphaflegum styrk sínum við háan hita 1600 gráðu. Þetta er 15% sterkara en hefðbundin álit.
2. Samsett með halla af mismunandi efnum
3D prentun getur breytt samsetningu efna á halla leið til að fullnægja afköstum þörfum mismunandi hluta af háum - hitastigi íhlutum. Teymi bjó til kóbalt - byggt/nikkel - byggt samsettur hverfla diskur sem er bæði skríða - ónæmur og hefur langan þreytulíf við 1200 gráðu. Þeir gerðu þetta með því að nota online duftblöndunartækni til að gera kjarnasvæði disksins að háu - styrkur kóbalt - byggir ál og brún disksins a hátt - hitastig - ónæmt nikkel- byggt fyrirblöð. „Eitt efni til margra nota“ skar niður kostnaðinn við eitt stykki um 40% og tíminn sem það tekur að læra og framleiða það um 60%.
3.. Að búa til ný álskerfi
Kínverska Academy of Sciences 'Institute of Metals Team notaði Laser Powder Bed Fusion (LPBF) tækni til að gera al - fe - v - si - sc ál alloy. Það hefur enn togstyrk 450MPa við 400 gráðu, sem fyllir árangursbil hefðbundinna álblöndur á 200-450 gráðu hitastigssviðinu. Helsta byltingin er:
Formlaus/kristallað samsett uppbygging: Miðja bræðslulaugarinnar kólnar fljótt og myndar myndlaust net sem gerir það erfitt fyrir að fjarlægja það.
Multi - Stærð úrkomu áfanga Styrking: Al ₈ Fe ₂ Si, Al ₁ V og aðrir Nano stigar vinna saman við Al ∝ SC viðmótið til að hætta að grófun við hátt hitastig.
Scandium Element kornamörkastjórnun: SC Element betrumbætir korn og heldur kornamörkum á sínum stað, sem gerir þau 70% ólíklegri til að sprunga þegar það er hitað.
2, nýjar hugmyndir í framleiðsluferlinu: Að fara frá „frádrætti“ í „aukefni“
1. mótun flókinna mannvirkja í einu stykki
Í fortíðinni krafðist þess að gera hátt - hitastig íhluti til að setja saman mismunandi hluta. Með þrívíddarprentun geturðu þó beint búið til flókna eiginleika eins og lífefnafræðilega hunangseindaskipulag og samræmi kælisrásir. Ákveðið flug- og geimfyrirtæki gerir hverflablöð sem eru tengd við lífefnafræðilega kælingu á hunangssælu. Þetta gerir kælingu 40% skilvirkari og tvöfaldar líf blaðanna. Brennsluhólfið í flugvél vélarinnar er prentað með tvöföldum - lagskælisrásum með rafeindgeislamelting (EBM) tækni. Eftir að hafa verið meðhöndluð með heitu isostatic pressun er háa - hitastigið afköst eins góð og ábragði og fer framhjá 3000 tíma bekkjarprófinu.
2.. Léttur og hagnýt samþætting
3D prentun getur gert hátt - hitastigshluta 30% til 70% léttari með hagræðingarhönnun. Porsche 911 GT2 RS kappakstursbíllinn er með 3D prentaða títan ál stimpla sem hafa smíðað - í kælisrásum. Þessar rásir auka framleiðsla vélarinnar um 30 hestöfl og skera þyngd um 15%. Meira um vert, Multi - efnisprentunartækni gerir þér kleift að setja rafræna hluti eins og skynjara og stýrivélar rétt á málm undirlag, og það er hvernig „uppbyggingaraðgerðir“ er náð.
3. Bylting í viðhaldi og endurframleiðslu
3D prentuð bein orkuspeki (DED) tækni getur lagað hátt - hitastig með staðbundnu tjóni mjög nákvæmlega. Laserklæðningartækni er notuð af ákveðinni virkjun til að laga gasturbínublöð . 3 d Skönnun brotnu hlutanna gerir viðgerðarleiðina, og þá er sama duftið brætt lag með lagi. Eftir að hafa verið fastur fer þreytustyrkur hlutanna aftur í 95% af nýjum hlutum, sem sparar 700.000 Yuan í hverri viðgerð.
3, notkun og vandamál í greininni: stökk frá rannsóknarstofunni til iðnaðar
1.. Flugvinnslan er lykillinn
Flugvélavél: LEAP vél eldsneytisstútur frá GE Aviation sameinar 20 hluta í einn með 3D prentun, sem gerir það 200 gráður ónæmari fyrir hita og fimm sinnum lengur - varanlegt;
Eldflaugarvél: NASA prófaði þrýstihólf úr 3D - Prentað álblöndu sem notar endurnýjandi kælingarkerfi til að halda hitastigi innri veggsins undir bræðslumark. Þessi jók þrýstingsþéttleiki um 30%.
Hypersonic flugvélar: Teymi hefur búið til wolfram Rhenium álfelgishluta sem ræður við skyndilega háan hita 3000 gráðu. Þetta er mikilvægur efnislegur stuðningur við ofnæmisvopn.
2.. Ný þróun á sviðum orku og iðnaðar
Gasturbín: 3D -}}} prentuð gasturbínubrennsluhólfið bætir brennslu skilvirkni um 2% og sker niður losun köfnunarefnisoxíðs um 15% með því að nota hönnun líffræðilegra rennslisrásar.
3D -}}}}}}}}}}}} prentuðu zirkonskemmuspennu fyrir kjarnorkubúnað er þrisvar sinnum meira ónæm fyrir tæringu í 400 gráðu háu - hitastig gufu, sem gerir fjórðu kynslóð kjarnakljúfans öruggari.
Bosch hefur gert 3D prentaðan turbo hleðslutæki fyrir bifreiðageirann sem gerir snúninginn 15% sterkari gegn skrið og 40% hraðar til að svara með 1200 gráðu.
3. Mikilvæg vandamál og leiðir til að leysa þau
Gagnagrunnur sem vantar efni: Það getur tekið allt að tvö ár að framleiða ný há - hitastigsblöndur og stórum gögnum innviði til að rekja hversu vel þarf að setja upp samsetningarferlið.
Stjórnun ferla: Hönnun eldflaugastúts hefur krafist yfir 200 breytinga á breytum þess og þarf að búa til í - Situ vöktun og lokað - lykkjustýringarkerfi;
Hátt útgjöld eftir vinnslu: Turbine diskurinn þarf að fara í gegnum sjö skref, svo sem stuðning, hitameðferð og vinnslu. Þetta kostar 40% af heildarkostnaði og felur í sér stofnun sem ekki er - úrvinnsluefni.
Umhverfis- og öryggisáhætta: Vinnsla úrgangs málmduft kostar 12% af rekstrarkostnaði og nýjar aðferðir til endurvinnslu og prentunar með minna ryki þarf að gera.