Kif tuża l-istampar 3D tal-metall biex timmanifattura gerijiet f'sistemi ta 'trasmissjoni?

1. L-għażla tal-materjal it-tajjeb: kif tibbilanċja l-ispiża u l-prestazzjoni
Stampar 3D tal-metallL-irkaptu jeħtieġ li jkun magħmul minn materjal li jibbilanċja l-kapaċitajiet mekkaniċi, il-karatteristiċi tal-ipproċessar, u l-ispiża. L-iktar materjali komuni issa huma l-istainless steel, liga tat-titanju, liga tal-aluminju, u l-azzar tal-liga tal-prestazzjoni għolja-. Dawn il-materjali għandhom il-proprjetajiet li ġejjin u jistgħu jintużaw fis-sitwazzjonijiet li ġejjin:
Azzar li ma jsaddadx, bħal 316L
Toffri reżistenza tajba għall-korrużjoni u saħħa moderata, li tagħmilha għażla tajba għad-dħul - applikazzjonijiet ta 'livell inkluż l-ipproċessar tal-ikel u tagħmir kimiku li jeħtieġ li jkun reżistenti għall-korrużjoni. Ċertu kumpanija ta 'apparat mediku tuża settijiet ta' mikro-irkaptu stampati 316L ta 'l-istainless steel 3D, li qatgħu n-numru ta' partijiet minn 12 sa 3 waqt li jkunu għadhom jissodisfaw l-istandard ISO 13485. Dan ukoll inaqqas il-ħin tal-assemblaġġ b'70%.
Liga tat-titanju, bħal TC4, hija l-aħjar għażla fl-industrija tal-inġenji tal-ajru peress li hija ħafifa (4.5g / cm³) u għandha saħħa speċifika għolja (saħħa tat-tensjoni akbar minn jew daqs 900MPa). Boeing naqqas il-piż tas-sistema ta 'sewqan ta' antenna bis-satellita tiegħu b'40% bl-istampar 3D ta 'gerijiet planetarji tat-titanju. Huma użaw ukoll id-disinn tal-ottimizzazzjoni tat-topoloġija biex jagħmlu l-irkaptu jdum għal aktar minn 100,000 ċiklu.
Ligi tal-aluminju, bħal alsi10mg, huma popolari ħafna fl-elettronika tal-konsumatur u l-industriji tal-karozzi minħabba li huma faċli biex jaħdmu magħhom u irħas (bejn wieħed u ieħor - it-tielet il-prezz tal-ligi tat-titanju). Ċertu produttur ġdid ta 'vetturi ta' enerġija jimpjega stampar 3D bl-użu ta 'liga tal-aluminju biex jagħmel gerijiet tal-gearbox. Billi tiġi ottimizzata l-istruttura tal-kannizzata interna, il-piż tal-gerijiet jinqata 'b'35%, il-ħoss jinqata' b'5dB, u l-ispiża ta 'kull komponent tinqata' bi 22% meta mqabbla ma 'metodi tipiċi ta' forġa.
Tista 'tikseb ebusija li taqbeż l-HRC45 billi tuża trattament ta' ebusija ta 'preċipitazzjoni fuq l-azzar ta' liga ta 'prestazzjoni għolja- bħal 17-4ph. Dan jagħmilha tajba għall-gerijiet industrijali li għandhom jimmaniġġjaw ħafna piż. Additec u amorfoloġija ħadmu flimkien biex jagħmlu wajer tal-mewġ tad-dijametru ta '6 pulzieri wajer flessibbli li huwa stampat 3D bi azzar 17-4ph. Dan inaqqas l-użu tal-materjal b'65% u l-ispejjeż tal-produzzjoni b'58%, filwaqt li xorta żżomm il-proprjetajiet ta 'azzjoni żero.
2. Ottimizzazzjoni tad-Disinn: Tmur mil-limiti ġeometriċi għal integrazzjoni funzjonali
Il-proprjetajiet fiżiċi ta 'tekniki li jinqasmu jillimitaw id-disinn tal-irkaptu tradizzjonali. Min-naħa l-oħra, it-teknoloġija tal-istampar 3D tuża l-ottimizzazzjoni tat-topoloġija u d-disinn bijometiku biex tintegra profondament l-istruttura u l-funzjoni.
Kontroll tal-profil tas-snien involut li huwa eżatt
Il-preċiżjoni tal-parametri tal-profil tas-snien taffettwa kemm l-irkaptu jinvolvu tajjeb. Softwer CAD bħal Fusion 360 għandu - fil-ġeneratur tal-gerijiet li jista 'awtomatikament jindika numri importanti bħal dijametru taż-żift, angolu tal-pressjoni (tipikament 20 grad), modulus, u aktar. Dan jiżgura li l-iżball tal-gearbox ta 'gerijiet stampati 3D huwa 0.01mm. Permezz tad-disinn parametriku, ċerta kumpanija li tagħmel robots industrijali żiedet l-effiċjenza tal-gearbox ta 'reducer armoniku stampat 3D minn 82% għal 91%.
Użu ġdid ta 'ċirkwit ta' ilma li jkessaħ konformali
Tkessiħ tradizzjonali tal-irkaptu juża banjijiet taż-żejt jew sprej minn barra . 3 d-teknoloġija tal-istampar, min-naħa l-oħra, tista 'tagħmel passaġġi tal-ilma kkumplikati ġewwa l-irkaptu, bħal spirali u siġar. Siemens Energy għamlet it-temperaturi tal-wiċċ tal-gerijiet tat-turbina tal-gass aktar saħansitra b'25% u l-għeja termali tagħhom tliet darbiet itwal billi tfassal ċirkwiti interni tal-ilma li jkessaħ.
Breakthrough tal-istruttura tal-kannizzata ħafifa
Id-disinn tal-kannizzata jista 'jnaqqas ħafna l-piż waqt li jżomm is-saħħa. Kumpanija waħda li tagħmel il-magni tal-ajruplan timpjega qlub tal-irkaptu tax-xehda stampata 3D biex tagħmel gerijiet b'dijametru ta '200mm 40% eħfef. Huma jużaw ukoll l-ottimizzazzjoni tat-topoloġija biex inaqqsu l-fattur tal-konċentrazzjoni tal-istress b'60%.
3. Il-proċess tal-istampar: assigurazzjoni doppja tal-veloċità u l-eżattezza
Il-passi ewlenin fl-gerijiet tal-istampar 3D tal-metall huma t-tidwib tal-lejżer selettiv (SLM) u d-deposizzjoni tal-enerġija diretta (DED). Hawn huma d-dettalji tekniċi tagħhom u s-sitwazzjonijiet li fihom jistgħu jintużaw:
Il-proċess SLM: It-tqegħid fl-azzjoni mikrometru - Eżattezza tal-livell
It-teknoloġija SLM timpjega laser qawwi biex idub trab tal-metall wieħed kull darba, u jagħmel forom ta 'preċiżjoni bi ħxuna ta' saff ta '0.02-0.1 mm u ħruxija tal-wiċċ ta' RA inqas minn jew daqs 3.2 μm. Il-Platinum BLT - S1500 hija sistema ta 'skennjar kollaborattiv ta' 32-bilser li tista 'tipprintja bosta gerijiet f'daqqa f'kamra li tifforma b'dijametru ta' 1.5 metri. Dan inaqqas il-ħin li tieħu biex tipprintja oġġett wieħed bi 80% meta mqabbel ma 'metodi preċedenti.
DED Process: Nagħmlu gerijiet kbar irħas
Teknika DED tuża laser jew ark biex tiddepożita direttament wajer tal-metall jew trab fil-forma. Jaħdem tajjeb għal gerijiet kbar b'dijametru ta 'aktar minn 500 mm. Tista 'tuża r-ras tal-lejżer tal-magna Meltio ta' Additec b'magni CNC biex tagħmel "tħin tal-istampar" kollha f'daqqa waħda. Kumpanija li tagħmel gearboxes għat-turbini tar-riħ tuża t-teknoloġija DED biex tipprintja gerijiet planetarji li għandhom dijametru ta '1.2m. Dan iżid l-ammont ta 'materjal użat minn 15% fil-forġa tradizzjonali għal 85%, u jnaqqas il-ħin meħtieġ għal aktar proċessar b'70% permezz ta' manifattura mħallta.
Multi - Stampar tal-Materjal: Mod Ġdid għall-Funzjonalità tal-Grad
Bis-sistema ta 'għalf ta' trab doppju ta 'DED Technology, tista' tikseb distribuzzjoni ta 'gradjent ta' kwalitajiet materjali fl-istess tagħmir. L-irkaptu bimetalliku ta 'Amorphology għandu wiċċ tas-snien magħmul minn - ebusija ta' l-istainless steel Martensitic (HRC35) u qalba magħmula minn - ebusija ta 'l-istainless steel awstenitiku. Dan jagħmel l-irkaptu kemm jilbsu - u l-impatt - reżistenti, u jdum tliet darbiet itwal minn tagħmir magħmul minn materjal wieħed biss.
4. Post - Proċessar: Tmur minn partijiet stampati għal partijiet tax-xogħol
L-irkaptu stampat 3D tal-metall jeħtieġ li jgħaddu minn passi żejda bħal trattament tas-sħana, magni ta 'preċiżjoni, u tisħiħ tal-wiċċ biex jaqblu mal-istandards stretti tas-sistema tal-gearbox.
Trattament tas-sħana: teħles mill-istress li jibqa 'u agħmel il-prestazzjoni mekkanika aħjar
Biex teħles mill-istress bejn is-saffi u ttejjeb l-istruttura tal-qamħ, l-irkapti stampati 3D ġeneralment jeħtieġu ttremprar tas-serħan mill-istress (li jkollu 500-600 grad għal 2-4 sigħat) u trattament ta 'soluzzjoni (tkessiħ fi 1050-1100 grad). Permezz tat-teknoloġija tat-trattament tas-sħana, kumpanija partikolari li tagħmel it-trasmissjonijiet tal-karozzi qajmet is-saħħa tat-tensjoni tal-gerijiet tal-liga tal-aluminju stampati 3D minn 320MPa għal 380MPa u r-rata ta 'titwil minn 8% sa 12%.
Makkinarju ta 'Preċiżjoni: Jikkontrolla t-tolleranzi sal-livell tal-mikrometru
L-irkapti stampati 3D jistgħu jkunu eżatti għal livelli IT8 - IT9 għall-ewwel, għalkemm is-sistema tal-gearbox ġeneralment teħtieġ tolleranzi tal-livelli IT6 - IT7. Il-magna tat-tħin CNC b'ħames assi tista 'tagħmel qatgħat preċiżi fuq l-uċuħ tas-snien tal-gerijiet, bi żball ta' profil tas-snien ta 'inqas minn 0.005mm u żball ta' orjentazzjoni tas-snien ta 'inqas minn 0.003mm. Maker ta 'għodod ta' magna ta 'preċiżjoni għolja naqqas il-livell tal-ħoss ta' gerijiet stampati 3D minn 75dB għal 62dB bl-użu ta 'approċċ ta' "tħin tal-istampar".
Tisħiħ tal-wiċċ: Li tagħmilha aktar reżistenti għall-ilbies u l-korrużjoni
It-teknoloġija tal-kisi tal-lejżer tista 'tpoġġi kisi magħmul minn karbur tat-tungstenu (WC) jew nikil - ligi bbażati fuq il-wiċċ tal-gerijiet, li jagħmluhom iebsa daqs HRC60 jew ogħla. Ċertu kumpanija li tagħmel it-tagħmir tal-minjieri tpoġġi teknoloġija tal-kisi bil-lejżer fuq gerijiet stampati 3D. Dan għamel irkaptu mhux trattat l-aħħar ħames darbiet itwal u mnaqqas bi 80% f'kundizzjonijiet tajn.
5. Prattika Industrijali: Mill-ittestjar tal-prototipi sa ħafna minnhom
L-irkapti stampati 3D tal-azzar għaddew milli jintużaw fil-laboratorji sa li jintużaw fil-fabbriki. Xi eżempji komuni huma:
il-qasam tal-ajruspazju
L-ajruplani Airbus A380 jużaw gerijiet tal-liga tat-titanju stampati 3D fis-sistema tal-irkaptu tal-inżul tagħhom. In-numru ta 'partijiet huwa maqtugħ minn 27 għal 5, il-piż jinqata' b'45%, u t-temperatura tal-wiċċ tal-gerijiet hija maqtugħa bi 30 grad grazzi għall-kostruzzjoni ta 'ċirkwit intern li jkessaħ. Dan jagħmel l-irkaptu tal-inżul ferm aktar affidabbli.
Qasam tar-Robotika
Ir-robot kollaborattiv UR5 minn Universal Robots għandu gerijiet ta 'reducer armoniku tal-aluminju 3D stampati li jnaqqsu t-tagħbijiet konġunti bi 30% minħabba li huma daqshekk ħfief. Id-disinn tas-snien bijometiku jnaqqas ukoll l-iżball ta 'trasmissjoni minn 0.5 minuti ta' ark għal 0.2 minuti ta 'ark, u dan jagħmel ir-robot aktar preċiż waqt li jaħdem.
Qasam tat-Tagħmir tal-Enerġija
L-irkaptu tal-Gearbox tal-Ġeneratur tal-Fwar Nukleari tal-Power Power Investment Power Corporation huwa magħmul minn 3D - Nickel stampat - Materjal tal-liga bbażat. Id-disinn ta 'ċirkwit ta' ilma li jkessaħ konformali jagħmel l-effiċjenza tat-trasferiment tas-sħana 92%. It-teknoloġija blockchain tagħmilha possibbli li jiġu rintraċċati materjali tat-trab matul iċ-ċiklu tal-ħajja kollu tagħhom, li jżomm it-tagħmir tal-enerġija nukleari sigur.