Kuinka soveltaa ohjattua energiapinnoitustekniikkaa (DED) muotin korjaukseen?

一, DED-tekniikan periaate on tarkka sulatusaltaan hallintatekniikka.
DED-tekniikka käyttää korkean{0}}energisiä säteitä (laseria, elektronisuihkua tai valokaaria) metallijauheen tai langan sulattamiseen samanaikaisesti pinoamalla ne kerros kerrokselta kolmiulotteisen muodon muodostamiseksi. Sen tärkeimmät edut ovat:
Tarkka lämpötilan säätö: Lasertehoa, skannausnopeutta ja jauheen syöttötilavuutta voidaan muuttaa dynaamisesti sulaaltaan tarkan koon saamiseksi. Esimerkiksi Nanjing Enigman CMT Advanced -monilaserkoaksiaalikomposiittijärjestelmässä on kuusi lasermoduulia, joita voidaan ohjata erikseen. Se käyttää punasinistä laserkomposiittitekniikkaa saadakseen korkeareaktiiviset materiaalit, kuten kuparin ja alumiinin, imeytymään kolme kertaa nopeammin kuin perinteiset menetelmät, pitäen samalla lämmön vaikutuksen 0,5 mm:n sisällä.
Soveltuvuus useisiin materiaaleihin: Tukee yli 300 erityyppisen metallin, kuten titaaniseosten, nikkeli-pohjaisten korkean lämpötilan-seosten ja muottiterästen, kerrostamista. Relativity Space, yhdysvaltalainen-yhtiö, pystyi DED-teknologian avulla korjaamaan rakettimoottorien siivet, jotka koostuivat 316 litran ruostumattomasta teräksestä. Lämpökäsittelyn aikana syntyvät halkeiluongelmat korjattiin peittämällä ne koboltti-pohjaisella seosjauheella. Korjauskerros oli HRC48 kovaa, ja se oli 15 % parempi korkeissa lämpötiloissa kuin alusta.
Gradienttimateriaalien valmistus: Muuttamalla jauhekoostumuksen suhdetta reaaliajassa on mahdollista levittää jatkuvasti toiminnallisesti lajiteltuja materiaaleja (FGM). Hyde Laser Services valmisti työkaluteräksisen kuparikomposiittimuotin ydinvoimateollisuudelle. Siinä on sandwich-rakenne, jossa on Ampcolo 940 -substraatti, Monel 400 -siirtymäkerros ja P21-muovauskerros. Tämä tekee jäähdytyksestä 40 % tehokkaamman ja lyhentää kiertoaikaa 30 %.
2, Tärkeimmät ongelmat muotin korjauksessa ja DED-ratkaisuissa
1. Lämpöväsymishalkeaman korjaaminen
Painevalumuotit todennäköisesti kehittävät mikrohalkeamia, kun ne käyvät läpi toistuvia lämmitys- ja jäähdytysjaksoja. Suuri lämmöntuotto perinteisessä argonkaarihitsauksessa aiheuttaa tyypillisesti halkeamien leviämistä. DED-tekniikka saa tarkat korjaukset käyttämällä seuraavia uusia ideoita:
Cold Metal Transition (CMT) -prosessi on seuraava: Nanjing Enigman CMT Advanced -järjestelmä käyttää valokaaren oikosulku{0}}siirtymän ohjaustekniikkaa MIG-hitsaukseen menevän lämmön määrän vähentämiseksi kahdella-kolmansalla. Auton vaihteiston kotelon muottia kiinnitettäessä kerrostettiin 0,3 mm ohut-seinämäinen rakenne ilman halkeamia ja korjauskerros ja alusta liitettiin yhteen metallurgisella lujuudella 420 MPa.
Elektronisuihkun vapaamuotoilu (EB-DED): Elektronisuihkut voivat kiinnittää aktiivisia metalleja, kuten titaaniseoksia, ilman hapettumista tyhjiössä. Lentokoneen moottorin siivekettä kiinnitettäessä EB-DED-tekniikka teki nikkeli-pohjaisen korkean lämpötilan-seospinnoituskerroksen raekoon hienommaksi ASTM-tasolle 8. Tämä teki korkean-lämpötilojen kestävyydestä 25 % vahvemman.
2. Monimutkaisen ontelon kiinnitys
Muodonmukaisen jäähdytysvesikanavan muotin kiinnittämiseksi alkuperäinen virtauskanavarakenne on säilytettävä. DED-tekniikan kyky yhdistää useita akseleita osoittaa joitakin ainutlaatuisia etuja:
Viiden{0}}akselin kiinnitys: Optomec LENS 750 -järjestelmässä on kallistettava pyörivä työpöytä, joka voi korjata kuolleet kohdat muotin ontelossa 360 astetta. Kodinkoneen vaippamuotin kiinnitysprojektissa halkaisijaltaan 2 mm:n kierrejäähdytyskanava korjattiin tehokkaasti topologian optimointipolun suunnittelulla. Muotin käyttöikä pidentyi korjauksen jälkeen 40 % ja tuotteen kelpoisuusaste nousi 98,5 %:iin.
Tekniikka paikan päällä tapahtuvaan korjaukseen: DMG Morin LASERTEC 65 3D -hybridityöstökone yhdistää DED-lisäys- ja jyrsintä-vähennystoiminnot. Tämä tarkoittaa, että se voi tehdä korjauksia ilman muotin purkamista. Auton ovenkahvojen muotteja kiinnitettäessä 0,1 mm:n tarkka pintakorjaus on kuusi kertaa nopeampaa kuin tyypillisillä lankaleikkausmenetelmillä.
3. Koon palauttaminen ja suorituskyvyn parantaminen
Suurten muottien kulumisen korjaamiseksi sinun on löydettävä tasapaino mittatarkkuuden ja mekaanisten ominaisuuksien välillä. DED-teknologian kerrostettu sedimentaatio tarjoaa huippuluokan ratkaisuja:
Käyttämällä 0,25-0,5 mm:n kerrospaksuutta kerros kerrallaan pinoamalla ja reaaliaikaista suljetun silmukan ohjausta -lähellä verkkoa muodostava valmistus voi pitää mittatarkkuuden ± 0,05 mm:n sisällä. Kiinnitettäessä 10 000 tonnin hydraulipuristinkolonnia käytettiin DED-tekniikkaa, jolla palautettiin halkaisijaltaan 1,2 metrin sylinterimäinen pinta. Korjauskerroksen kovuuden yhtenäisyyden (HV) vaihtelu oli alle 5 %, mikä oli kolme kertaa suurempi kuin tyypillinen hitsausmenetelmä.
0,5 % nano-TiC-hiukkasten lisäämistä H13-muottiteräsjauheeseen ja DED:n nopean jähmettymisominaisuuksien käyttämistä hienon ja levinneen karbidi Kunnostettu muotti kestää nyt kaksi kertaa lämpökulumista ja kestää yli 100 000 ruiskutusjaksoa.
3, Esimerkkejä siitä, miten ala toimii ja miten se voi auttaa taloutta
1. Ilmailuala
Lentokoneiden moottoreita valmistava yritys käyttää DED-tekniikkaa turbiinien siipien tapin kiinnittämiseen. Uusien osien vaihtokustannukset ovat laskeneet 800 000 juanista 120 000 juaniin, ja korjaukseen kuluva aika on pudonnut 45 päivästä 7 päivään. Kunnostettu terä kävi läpi 5000 testiä korkeassa 1000 asteen lämpötilassa ilman halkeamien leviämistä.
2. Teslan Shanghain tehdas käyttää DED-tekniikkaa valtavien -puristusmuottien korjaamiseen autoteollisuudessa. Tämä palauttaa mittatarkkuuden kerrostamalla alumiinipii-seosta. Yksi korjaus säästää 2 miljoonaa yuania muotinvaihtokuluissa ja vähentää tuotannon seisokkeja 90 %. Kiinteällä muotilla tehtiin 100 000 Model Y -takakannetta pysähtymättä ja tuotteen mittapysyvyys (CPK-arvo) pysyi yli 1,67:n.
3. Energialaitteiden ala
China National Nuclear Corporation käyttää DED-teknologiaa ydinvoimalaitosten höyryturbiinien lämmönsiirtoputkien kiinnittämiseen. 316L ruostumattoman teräksen lisääminen takaisin putken seinämään palauttaa sen paksuuden. Korjauskerros on 20 % korroosionkestävämpi kuin alusta (ASTM G28 -testi) . 15 miljoonaa yuania säästyy vuosittain yhden yksikön huollossa.