Mikä on metalli 3D -tulostuksen rooli teollisuusuunissa ja kattilan korjaamisessa?

1. Monimutkaisten rakenteiden korjaaminen: perinteisen käsityön fyysisten rajoitusten ylittäminen
Korkea - Lämpötilan korroosio, lämpöjännityspyöräily tai mekaaninen kuluminen voi aiheuttaa paikallisia vikoja teollisuusuunien ja kattiloiden, kuten palamiskammioiden, lämmönvaihtoputkien ja ritivojen, pääosissa. Hitsaus ja ruiskutus ovat perinteisiä korjausmenetelmiä, joita ne rajoittavat niiden toimintatavan ja niitä on vaikea käyttää monimutkaisissa geometrioissa, kuten ohuissa - seinämäisiä rakenteita, sisäisiä virtauskanavia tai epätasaisia ​​pintoja. Esimerkiksi kattilan superheater -otsikko tarvitsee 56 tarkkaa höyryreiää työskennelläkseen. Perinteisessä hiekkavalussa ydin on sijoitettava, mutta sulaa rautaa korkeissa lämpötiloissa voi liikuttaa ydintä, mikä aiheuttaa reiän asennon liikkumisen liikaa. Sen jälkeen tarvitaan käsin porauskorjausta, mikä maksaa paljon rahaa ja vie paljon aikaa.
Digitaalinen mallintaminen ja kerros - - kerrospinoaminen Production on täysin ratkaissut tämän haasteen metallisella 3D -tulostustekniikalla. Boro Casting Company käytti 3D -hiekkatulostustekniikkaa leikatakseen ajan, joka kului muotin koottamiseen ylikuormittajan otsikkoon 14 tunnista 3,5 tuntiin Tyseley -höyryveturin korjausprojektissa Isossa -Britanniassa. Tämä säästää 67% menoista. Lisäksi oli mahdollista tehdä 56 höyryreiää kerralla ilman ylimääräistä työtä. Tämä tapaus osoittaa, että 3D -tulostus voi asettaa tarkasti monimutkaisia ​​ytimiä, päästä eroon vanhemmilla toimenpiteillä olevista ydinliikkeistä tulevista laatuongelmista ja vähentää energiankulutusta 30% paikoissa, jotka eivät kanna painoa topologian optimointisuunnittelun avulla varmistaen samalla voimaa.

2. Materiaalien suorituskyvyn mukauttaminen: Erittäin ankarien työolosuhteiden korjaustarpeiden tyydyttäminen
Industrial furnaces and boilers work in very difficult conditions, and their parts have to be able to handle a lot of stress, like high temperatures (>1000 °C), high pressures (>10MPa), hapettuminen ja korroosio. Nikkeli - ja koboltti - -pohjaiset seokset ovat esimerkkejä perinteisistä korjausmateriaaleista, jotka ovat vakaita korkeissa lämpötiloissa. On kuitenkin vaikea löytää tasapainoa niiden monien ominaisuuksien, kuten kulumisvastuksen ja lämpöhimojen kestämisen välillä. Metalli 3D -tulostus voi tarkkaan mukauttaa materiaalien ominaisuudet muuttamalla jauheen valmistustapaa ja hallitsemalla prosessiparametreja.
Esimerkiksi, kun kiinnität lentokoneiden moottorin turbiinin terät, IN718 -nikkeli - -pohjainen seosjauhe, jonka on valmistanut Platinum Technology Company, hallitsemalla jauheiden koon jakautumista (d 50=45 μm) ja happipitoisuutta ({{2} μm) ja happipitoisuutta (happipitoisuutta (happea (<50ppm), along with selective laser melting (SLM) technology, achieves a persistent strength of ≥ 900MPa at a high temperature of 650 ℃, meeting the extreme working conditions requirements of aircraft engines. Xi'an Jiaotong University developed the WC Co hard alloy composite powder for use in boilers. It is printed on the cutting teeth of a tunnelling machine using laser selective sintering (SLS) technology. It has a hardness of HRC68, is three times more resistant to wear than traditional forged parts, and can last up to 12 months. This kind of material innovation shows that 3D printing may improve the composition and microstructure of materials in a specific way dependent on the specific working conditions of the area being repaired, like temperature gradient and stress distribution. This is called "on-demand repair."
3. Koko prosessin digitalisointi: teollisuuden tehokkuusmallin uudelleenrakentaminen ja korjaaminen
Vanha tapa korjata asioita vie yli 10 vaihetta, kuten ongelman löytäminen, varaosien hankkiminen, koneistus ja lämpökäsittely. Se vie useita kuukausia ja perustuu ihmisen kokemukseen, mikä johtaa suuriin laatumuutoksiin. Metalli 3D -tulostustekniikan "Digital Twin+älykäs valmistus" -muoto nopeuttaa korjausmenettelyä alle 72 tuntiin ja mahdollistaa koko prosessin seuraamisen.
Korjausprosessi voidaan jakaa neljään vaiheeseen:
Älykäs havaitseminen: sairas Ranger3 korkea - nopeus 3D -kameran skannauskomponentit kehysnopeudella 46 kHz tarkkuudella 0,02 mm. Se löytää automaattisesti vikojen, kuten halkeamien ja kulumisen, koon ja sijainnin.
Käänteinen mallintaminen: Geomagic Design X -ohjelmiston käyttäminen Pointin pilvitietojen kääntämiseksi CAD -malleiksi, joita voidaan muuttaa, yhdessä topologian optimointitekniikoiden kanssa vähemmän materiaalia käyttämään samalla vahvaa;
Lisäainevalmistus: SLM- tai elektronisäteen sulamistekniikka (EBM) -teknologia on tulostettu mallin viipalointitietojen perusteella. Kunkin kerroksen paksuutta voidaan säätää välillä 20 - 50 μm, mikä mahdollistaa mikrometrin - tason koon hallinnan.
Post - Käsittely: Kuuma isostaattinen puristus (hip) pääsee eroon sisäisistä huokosista ja nostaa tiheyden 99,95%: iin. Sitten pinnan kiillotus tehdään kokoonpanon tarkkuusstandardien täyttämiseksi.
Kun Rolls Royce käytti tätä tekniikkaa lentokoneiden varaosien korjaamiseen, se leikkasi maailmanlaajuisen varastoarvon 4,2 miljardista dollarista 1,8 miljardiin dollariin ja lyhensi aikaa, joka kului asiakkaiden lentokoneiden olevan ilmassa 72 tunnista 8 tuntiin. Tämä säästää lentoyhtiötä yli 500 miljoonaa dollaria vuodessa toimintakustannuksia.