Hvernig á að ná mát sjálfvirkni búnaði með málmprentun?

1.. Brjótast í gegnum rúmfræðileg mörk: Opna frelsisbyltinguna á mát hönnun
Við hönnun hefðbundinna sjálfvirkni búnaðareininga verður að taka tillit til möguleikans á vinnslu. Þetta þýðir að mikilvægir hlutar eins og rennslisrásir, uppbyggingar hitaleiðni og tengi tengi þurfa oft að vinna í kringum takmörk vélrænnar vinnslu. Til dæmis þarf að setja saman krossborunarrás vökvaventilsins úr nokkrum hlutum. Þetta gerir það ekki aðeins líklegra til að leka, heldur gerir það líka erfiðara að gera eininguna minni. Lag eftir lagaframleiðslu, eðaMálm 3D prentun, framhjá algjörlega þessum flöskuhálsi:
Að bæta flóknar rennslisrásir
Hefðbundin vélræn vinnsla á í vandræðum með að gera sléttar umbreytingar í bogadregnum rennslisrásum í vökvaeiningum. Aftur á móti getur málm 3D prentun gert lífefnafræðilega hákarl húðflæðisrásir eða lágt - viðnám brotflæðisrásir. Sem dæmi má nefna að ítalska fyrirtækið Aidro hefur endurhannað vökvaventilblokk með SLM (Selective Laser Melting) tækni. Þeir skiptu um hefðbundna rennslisrás hægri hornsins með bogadreginni rennslisrás, sem skar niður vökvsþrýstingstap um 25%, rúmmál lokans um 30%og frásog höggs og lækkun hávaða í gegnum innri grindarbyggingu.
Hönnun samþætts viðmóts
Erfiðasti hlutinn í mát hönnun er að reikna út hvernig eigi að tengja hlutina. Málm 3D prentun gerir það mögulegt að búa til Multi - Axis rennslisrásir og innbyggð tengi í einu. Til dæmis framleiddi Bosch Rexroth í Þýskalandi 3D - prentuðum vökvaventilsbyggingu sem sameinar 10 hagnýta hluta (þ.mt rennslisrásir, skynjaraviðmót og þéttingarflöt) í eitt stykki. Þetta lækkar á fjölda staða þar sem leka gæti gerst um 60% og tíminn sem það tekur að setja það saman um 70%.
Uppbygging til að hámarka grannfræði
Málm 3D prentun getur gert bestu efnisdreifingu sem fullnægir vélrænni afköstum með því að nota bæði CFD (reiknivökvavirkni) og hagræðingaraðferðir. Sem dæmi má nefna að kjarnorkuventillinn sem Platinum Power er gerður fyrir CGN er með breytilegan þéttleika grindarbyggingu sem gerir það að verkum að það er 15MPa ónæmur fyrir þrýstingi og 28% léttari. Yfirborðs ójöfnur innri rennslisrásarinnar er einnig betri en dæmigerðar vinnsluaðferðir.
2.. Léttur og mikill styrkur getur lifað saman, sem er stórt skref fram á við í mátafköstum.
Magn orku sem notað er, hversu fljótt það bregst við og hversu lengi það varir eru allt náið bundið við þyngd sjálfvirkni búnaðareininga. Málm 3D prentun gerir stórt skref fram á við með því að nota efnisstigdreifingu og stjórnun smíði til að „draga úr þyngd án þess að draga úr styrk.“
Nota hallaefni
Þú getur breytt afköstum mismunandi hluta sömu vélmenni samskeyti með því að breyta leysirafli eða skannahraða. Sem dæmi má nefna að fyrirtæki hefur búið til Títan álfelgur vélfærahandlegg sem notar hátt - valdaskönnun á þéttingarsvæðinu til að gera það erfiðara (HRC meira en eða jafnt 45), og lágt- kraftskönnun á non - hleðslu {- bearing svæðisins til að lækka streitu. Þetta gerir samskeytið 40% léttara og 20% ​​lengra - varanlegt.
Uppbygging lífefnafræðilegs grindurnar
Málm 3D prentun getur búið til léttar og sterkar grindareiningar með því að nota náttúrulega hunangsseðilinn og porous beinbyggingu. Til dæmis notar GE Aviation hugtakið leysir M2 búnað til að búa til Inconel 718 álfellublöð sem hafa ávöxtunarstyrk 1200MPa við háan hita 650 gráðu. Þetta er mögulegt vegna innri halla grindarhönnunar. Blaðin eru einnig 35% léttari og hjálpa vélinni að nota 5% minna eldsneyti.
Prentun með fleiri en einni tegund af efni
Málm 3D prentun getur gert hallabreytingar milli mismunandi efna með því að nota fleiri en einn leysirhöfuð eða stút. Sem dæmi má nefna að blendingur eining sem gerð er af ákveðnu bílafyrirtæki prentar harða ál (eins og StelliTe 6) á núningsyfirborði bremsuskífunnar og létt ál ál á meginhluta. Þetta gerir bremsuskífuna þrisvar sinnum endingargóðari og lengri - varanleg.
3.
Hefðbundin mát hönnun fer eftir því að setja saman nokkra hluta. Málm 3D prentun bætir aftur á móti einingar frá „óbeinum rásum“ í „virk stjórnkerfi“ með því að nota nýjar hönnun eins og örrásir og smíðuð - í skynjara.
Að búa til örrásir
3D prentun úr málmi getur búið til örrásir með þvermál minna en 0,3 mm í hitaleiðnieiningunni. Sem dæmi má nefna að lækningatæknifyrirtæki framleiddi 3D prentaðan örflæðandi flís sem skilar lyfjum í gegnum 0,5 mm örrásir með nákvæmni endurbætur á ± 2%, sem er mun betri en ± 10% villa hefðbundinnar vinnslu.
Skynjarar og stýringar innbyggðir
Með málmi 3D prentun er hægt að smíða hitastigskynjara, þrýstingskynjara eða örstýringu rétt í eininguna. Til dæmis notar Siemens 'Intelligent Hydraulic Valve mát piezoelectric keramik stýrivélar inni í loki líkamanum til að ná raunverulegum - tíma lokuðum - lykkjustýringu á flæði. Viðbragðstíminn er skorinn niður í 10 millisekúndur, sem er fimm sinnum hraðari en dæmigerður segulloka.
Hagræðing fjöl - eðlisfræði tenging
Málm 3D prentun getur gert það að verkum að einingar virka betur saman með því að nota vökvavirkni, hitafræðilega greiningu og byggingarvirkja greiningu. Sem dæmi má nefna að Samson notaði ANSYS vinnubekkjapallinn til að hámarka þrýstingsdreifingu í lokagöngunni og hitauppstreymi í loki líkamanum á sama tíma. Þetta skar aflögun loki líkamans úr 0,2 mm í 0,05 mm við þrýsting 6MPa, sem uppfyllti þéttingarkröfur fyrir kjarnorkuafl.
4. getu til að endurtaka fljótt, fara frá „mánaðarlegri þróun“ í „vikulega sannprófun“
Að móta sjálfvirkni búnað þýðir að hann verður að geta fljótt aðlagast breytingum á eftirspurn á markaði. Metal 3D prentun flýtir aftur á móti þróunarlotunni með því að nota stafræna framleiðslu og sveigjanlega framleiðslu.
Að búa til hluti án mygla
Að búa til hefðbundna einingu tekur 3 til 6 mánuði vegna þess að það þarf að fara í gegnum hringrás hönnunar, gera mold, prufuframleiðslu og breytingar. Þú þarft ekki mót fyrir málm 3D prentun; Það getur framleitt virkni sýni beint úr CAD gerðum. Sem dæmi má nefna að oxunarventill líkamans í SpaceX fór frá hönnun yfir í fyrstu prófanir á jörðu niðri á um það bil 8 vikum, sem er 70% hraðar en venjulegar aðferðir.
Að athuga gæði á netinu
Málm 3D prentun getur gefið raunverulegt - tíma endurgjöf á vandamálum milliflokka með því að nota innrautt myndavél eða bráðna eftirlitskerfi sundlaugar. Sem dæmi má nefna að EOS M 400 - 4 notar kraftmikla leysastjórnunartækni, sem dregur úr stærð hitasvæðisins (HAZ) Títan álventilsins úr 0,5 mm í 0,2 mm, lækkar leifar streitu um 40%og hækkar árangurshlutfallið í einu sinni í 95%.
Hagkerfi litla lotu
Kostnaður við 3D prentun á málmi er þegar ódýrari en hefðbundin vinnsla fyrir einingar sem þarf minna en 5000 sinnum á ári. Til dæmis notar fyrirtæki sem gerir pökkunarbúnaðinn Platinum BLT - S400 til að prenta Die - klippingu og heitar stimplunareiningar. Þetta dregur úr kostnaði við hvert stykki um 35% samanborið við CNC vinnslu og gerir kleift á - eftirspurnarframleiðslu, sem dregur úr birgðakostnaði um 60%.
5. Þróun og vandamál í greininni: „Bylting á einum tíma“ yfir í „Sameining kerfisins“
Málm 3D prentun hefur farið frá því að prófa frumgerðir í litla - kvarða framleiðslu í geiranum á mát sjálfvirkni búnaði, en það á samt í vandræðum með hluti eins og stöðlun og að halda kostnaði niðri.
Fullt stöðlunarkerfi
Alþjóðlegir hópar eins og ISO/ASTM eru að flýta fyrir því að búa til staðla til að hanna, búa til og prófa 3D prentunareiningar. ISO/ASTM 52900 röð staðla, til dæmis, felur í sér allt svið efnisgagnagrunna efnisins, hagræðingu vinnslu, ekki - eyðileggjandi próf og annað.
Snjall samþætting framleiðslulína
Metal 3D prentun er að nálgast „Black Light Factory“ framleiðslu með því að sameina tækni eins og sjálfvirka duftvinnslu, eftirlit á netinu og hagræðingu á vélanámi. Sem dæmi má nefna að AM verksmiðjulausnin sem EOS og Siemens unnu saman hefur séð að búnaður notkun fari upp í 82% og skorið úr vinnu útgjöldum í tvennt.
Nýjar hugmyndir í færslu - vinnslutækni
Til að laga vandamálin við grófa yfirborð og afgangsálag á 3D prentunareiningum vinnur iðnaðurinn að nýjum hitameðferð, vinnslu og yfirborðsmeðferðaraðferðum. Til dæmis hefur tiltekið fyrirtæki komið með samsett ferli sem kallast „styrking á leysir áfall+lágt - hitastig nitriding“ sem gerir yfirborð 3D prentaðra loki líkama 60HRC erfiðara og þrisvar sinnum ónæmari fyrir slit.