Voiko metalli 3D -tulostuksella olla etuja lämmön hajoamiskomponenteissa, kuten moottorikoteloissa?

一, monimutkaisten rakenteiden integroitu muovaus: olemassa olevien menetelmien fyysisten rajojen ylittäminen
1. Sisäisten kanavien topologian parantaminen
Lämmön hajoamisosien tekeminen vanhaan - -muotoiseen tapaan sisältyy hitsaus tai mekaanisesti evien, virtauskanavien ja muiden rakenteiden yhdessä. Tämä voi aiheuttaa vaikeuksia, kuten korkea lämpövastus ja vuodot. Kerros kerrosfuusiotekniikalla mahdollistaa metallin 3D -tulostuksen luomisen välittömästi monimutkaisten sisäisten virtauskanavien integroidun muovauksen luomiseksi. Esimerkiksi Australian Confux -tekniikka on tehnyt 3D - painettu lämmönvaihtimen Formula 1 -kilpailuautoille. Siinä on kierrevirtauskanavan suunnittelu, joka lisää lämmönvaihdon pinta -alaa 300%, laskee painehäviötä 40%ja pääsee eroon hitsausliitoksen vuotamisen riskistä samassa tilavuudessa. Tämä suunnittelumuoto voi luoda suuntavirtauskanavia moottorin käämien kuumille alueille moottorin kotelon levittämisessä, mikä auttaa pääsemään eroon lämmöstä tarkalla tavalla.
2. Erittäin ohuet seinät ja kehys mikrokanavilla
Minimaalinen seinän paksuusmetalli 3D -tulostuson noussut yli 0,1 mm. Yhdistettynä mikrokanavateknologiaan tämä voi lisätä huomattavasti sitä, kuinka hyvin lämpö siirtyy esineestä. Nikkeli - -pohjainen seoksen lämmönvaihdin, jonka ranskalainen yritys Tempisth ja kiinalainen yritys Yijia 3D on työskennellyt yhdessä Tämä tehtiin yhdistämällä 0,15 mm ohut evät ja 0,5 mm mikrokanavat. Tällainen rakenne voi pitää voimalaitteiden lämpötilan nousun 5 asteen sisällä sähköauton moottoriomoottorien lämmön hajoamisen aikana, mikä kolminkertaistaa laitteiden elinkaaren.
3. Hilan rakenne on kevyt.
Topologian optimoinnin tekemä hilarakenne voi tehdä asioista paljon kevyempiä, mutta silti vahvoja. Bolite teki titaaniseoskaran kotelon tietylle ilmailu- Tämä malli ei vain vastaa tarvetta 2000N · M vääntömomentin laakeriin, vaan myös kotelosta 25% kevyempi kuin tavallinen muotoilu. Tämäntyyppinen muotoilu voi pienentää hitausmomenttia ja nopeuttaa moottorin dynaamista vastetta yli 15%, kun sitä käytetään moottorin kotelossa.
2, aineellinen suorituskyky ja prosessisynergia: Kova työolosuhteiden tarpeiden vastaaminen
1. Materiaalien räätälöity käyttö, joilla on korkea lämmönjohtavuus
Kupari- ja kupariseokset ovat parhaita materiaaleja lämmön eroon, koska niillä on suuri lämmönjohtavuus (puhtaan kuparin lämmönjohtavuus on 401 W/m · K). Koska kupari on kuitenkin niin heijastava perinteisessä prosessoinnissa, se absorboi vain 5% laservalosta, mikä tekee sulamisesta kovaa. XiHE Additive'n Green Laser Metal 3D -tulostustekniikka on saanut kuparia absorboida 40% enemmän laservaloa. He pystyivät tulostamaan kuparin jäähdytysaltaan, joka oli 0,5 mm paksu ja jolla oli erittäin ohut TPM (kolminkertainen jakso minimaalinen kaareva pinta) rakenne. Tiheys oli 99,9% ja pinnan karheus oli RA vähemmän tai yhtä suuri kuin 3,2 μm. Tämä teki jäähdytysaltaan 20% tehokkaamman lämmön johtamisessa kuin perinteiset valut.
2. tulostaminen useiden materiaalien kaltevuudella
3D -tulostus voi muuttaa materiaalien koostumusta gradienttisella tavalla jäähdytyselementin eri osien suorituskykytarpeiden tyydyttämiseksi. Esimerkiksi tietyn yrityksen valmistamassa työstökalukarasta on pinta, joka on valmistettu korkean hiilikromin laakerin teräksestä (HRC60 tai enemmän) ja ytimestä, joka on valmistettu keskipitkästä hiiliteräksestä. Synkroninen jauheen syöttömenetelmä mahdollistaa sitomisen ilman saumoja. Tämä ei vain tee kärjessä olevaa kulumiselle kestävää, mutta se tekee myös ytimestä 1,8 kertaa kovemman kuin tyypilliset materiaalit, mikä alentaa murtumisvaaraa.
3. Lämpörasituksen hallinta ja pylvään tekeminen - käsittely paremmin
Metalli 3D -tulostusprosessi lämpenee ja jäähtyy nopeasti, mikä voi helposti aiheuttaa jäännösjännityksen, joka saa metallin taivutuksen tai särkymisen. OQTON 3DXFight -ohjelma voi käyttää multi - fysiikkaa, kun sitä käytetään kuuman isostaattisen puristimen kanssa (lonkka) hoidon jälkeen, sisähuokoset voidaan poistaa, mikä antaa 3D -painettujen osien väsymysajan yli 90% verrattuna taottuihin osiin.
3, koko elinkaaren kustannusten optimointi yhden yksikön tekemisestä paljon niistä
1. Pienten erien mukauttamisen kustannusetu
3D -tulostus voi säästää rahaa muotin kehityskustannuksiin (perinteinen die - Casting -muotit maksavat 500 000–2 miljoonaa yuania) pienille ja keskisuurille - kokoisille lämmönpoistokomponenteille, jotka tekevät vähemmän kuin 5000 kappaletta vuodessa. Pala -kustannuksia voidaan myös leikata 30–50% verrattuna perinteisiin menetelmiin. Esimerkiksi yksi yritys hyödyntää Platinum Blt - S400 tulostaa alumiiniseosmoottorikoteloita. Materiaalin kustannukset ovat vain 25% myyntihinnasta, kun taas perinteisten taonta- ja koneistustekniikoiden hukkuhinta on jopa 60%.
2. Nopeat muutokset ja suunnittelun tarkistaminen
3D -tulostuksella "Design Print Test -optimointi" voidaan tehdä suljetussa silmukassa, joka lyhentää kehitysaikaa 6–12 kuukautta perinteisissä menetelmissä 2–4 viikkoon. Piirilevyllä valmistettu IQ Evolution Company Aachenissa, Aachenissa, Aachenissa, Saksassa, voi siirtyä konseptista näytteen toimittamiseen vain 72 tunnissa 3D -tulostuksella. Tämä on 10 kertaa nopeampi kuin perinteiset menetelmät. Se voi myös muuttaa nopeasti eri voimapuolijohteiden, kuten sic -komponenttien virtauskanavaparametreja.
3. Toimitusketjun ja hajautetun valmistuksen uudelleenjärjestely
3D -tulostuksella voit "paikallisen tulostuksen, globaalin levityksen", joka on tapa tehdä asioita eri paikoissa. Siemens Energyn 3D -tulostuspalvelukeskus Saksassa voi nopeasti korjata kaasuturbiinin terät eurooppalaisille asiakkaille, lyhentämällä toimitusaikaa kuudesta viikosta 72 tuntiin. Yritykset voivat perustaa 3D -tulostussolmut moottorin jäähdytysosien päämarkkinoille varastojen ja lähetyskulujen vähentämiseksi. Perustamalla viisi 3D -tulostuskeskusta ympäri maailmaa, kotimainen moottoriyritys on vähentänyt varaosien saamiseksi 45 päivästä 7 päivään ja leikkausjakallisiin kuluihin 60 prosentilla.
4, esimerkki teollisuussovelluksesta: idean testaamisesta sen tekemiseen suurina määrinä
1. Kuinka pitää sähköautojen akut viileitä
Tesla -mallissa Y on 3D - tulostettu nikkeli - -pohjainen akku -akun jäähdytyslevy biomimeettisillä laskimovirtauskanavilla, jotka pitävät akun lämpötilaerot 2 asteessa. Tämä tekee autosta 40% tehokkaamman kuin perinteiset harmoniset putken jäähdytysratkaisut. Saksan SLM Solutions -laitteet tulostaa jäähdytyslevyn yhtenä kappaleena 12 tunnissa, mikä vähentää 8: lla tarvittavien vaiheiden lukumäärää verrattuna perinteisiin leimaus- ja hitsausmenetelmiin.
2. Kuinka ilmailumoottorit pääsevät eroon lämmöstä
Airbus A350 XWB: ssä on moottorikotelo, joka on valmistettu 3D - tulostetusta titaaniseoksesta, jossa on lämpö - evien hävittäminen ja kevyt hila -rakenne. Se täyttää EMI -suojausstandardit ja leikkaa painon tavanomaisesta 8,2 kg: sta 5,3 kg: sta, mikä auttaa tasoa menettämään 300 kg painoa jokaisella tasolla. Ranskalainen käynnistys, joka käytti elektronipealektiivisen sulamistekniikan (EBSM) tekniikkaa kuoren tulostamiseen. Tämä teki 99,95% tiheästä ja 15% vahvemmasta väsymyksestä kuin väärennettyjä osia.
3. Kuinka teollisuuden servomoottorin ohjain pääsee eroon lämmöstä
HD7X -sarjan servo -asema Huichuan -tekniikasta käyttää 3D - -painettua kupariseoksen lämmön hajoamisen pohjalevyä ja mikrokanavajärjestelmiä, jotta IGBT -moduulien lämpötila nousee yli 65 asteen. Tämä lisää tehotiheyttä kolme kertaa verrattuna perinteisiin alumiiniruulin lämmön hajoamisliuoksiin. Platinum A400 -kone tulostaa pohjalevyn, joka leikkaa kunkin komponentin kustannukset 45% verrattuna perinteisiin juomamenetelmiin. Juotin korroosion riski ei myöskään ole.