Czy metalowy druk 3D może osiągnąć lekkie części w branży odlewniczej?

1. Duży krok naprzód w technologii: przechodzenie od „odejmowania produkcji” do „myślenia addytywnego”
Swoboda projektowa tradycyjnych procesów odlewania jest ograniczona czynnikami takimi jak rozstanie powierzchni i kątami zanurzeniowymi. Właśnie dlatego struktury części często mają „solidny” aspekt. Na przykład blok cylindryczny silnika samochodowego musi mieć grubsze ściany, aby uczynić go silniejszym, ale to również jest cięższe. Technologia drukowania metalowego 3D może wytwarzać przedmioty ze skomplikowanymi strukturami wewnętrznymi poprzez warstwę proszków metalowych według warstwy. Nazywa się to „- zapotrzebowanie na kształtowanie”.
Projekt optymalizacji topologii:Drukowanie metalowe 3Dmoże tworzyć lekkie konstrukcje, takie jak konstrukcje miodu i projekty sieci, używając oprogramowania symulacyjnego, aby pokazać, jak poruszają się części. Na przykład firma wykonała wysoki stop - dla drukowania 3D, który jest o 200% bardziej odporny na utlenianie niż standardowe stopy nikiel - w wysokiej temperaturze 600 stopni. Optymalizacja topologii sprawiła, że ​​ostrza turbiny silnika samolotu o 30% lżejsze i jednocześnie o 15% silniejsze.
Biomimetyczne zastosowania strukturalne: Lekka konstrukcja opiera się na naturalnych strukturach, takich jak kości i plaster miodu. Pewny zespół badawczy stworzył bioniczny moduł stawu kolanowego, który wykorzystuje strukturę stopy stopu tytanu 0,12 mm. Algorytm Deepseek optymalizuje rozkład naprężeń w czasie rzeczywistym, co podwaja żywotność w porównaniu z tradycyjnymi częściami obrabianymi CNC i zmniejsza wagę o 60%.
Integracja kanałów wewnętrznych: Drukowanie metalowe 3D umożliwia bezpośrednio tworzenie skomplikowanych konstrukcji, takich jak kanały smarowania i kanały chłodzenia konformacyjnego. W szczególnej firmie samochodowej wykorzystuje formy piaskowe z nadrukiem 3D, aby wytwarzać prototypy wody z karty komercyjnej - chłodzone obudowy silnika. Wewnętrzna konstrukcja kanału przepływu spiralnego zwiększyła skuteczność rozpraszania ciepła o 40%. Waga spadła z 12 kg do 8 kg, co stanowi spadek o 33%.
2. Kiedy go używać: od drogich narzędzi po rzeczy, których ludzie potrzebują, aby przetrwać
Mała waga metalowego drukowania 3D rozprzestrzeniła się na wiele branż, a jego zastosowania rosną z wysokich pól końcowych -, takich jak produkcja lotnicza i motoryzacyjna, do elektroniki użytkowej, gadżetów medycznych i innych aspektów codziennego życia.
Aerospace: Każdy kilogram mniej wagi samolotu może zaoszczędzić dziesiątki tysięcy juanów w wydatkach na paliwo każdego roku. Umieszczając klamry pasa bezpieczeństwa z wydrukowaniem 3D z plotkami o strukturze plastra miodu, konkretna firma wykonała jeden samolot o 5 kg lżejszy i zaoszczędziła ponad 10 000 juanów rocznie na kosztach paliwa. Ponadto lekka konstrukcja sprawiła, że ​​samolot 8% do 12% zapalony przy użyciu drukowania 3D do tworzenia mocowania silnika stopu tytanu, zawiasów drzwi aluminiowych aluminiowych i innych części.
Pojazdy wykorzystujące nową energię: na zasięg napędzania ma bezpośredni wpływ na robienie podstawowych części, takich jak pakiety akumulatorów i obudowy silnika lżejsze. Konkretna nowa firma pojazdów energetycznych zaczęła korzystać z formy piasku z drukowaniem 3D -, aby uzyskać prototypy komercyjnej wody z karty - chłodzone obudowy silnika. To obniża czas produkcji z 60 dni do 10 dni, a ceny o ponad 80%. Jednocześnie optymalizacja wewnętrznego kanału przepływu obniżyła temperaturę silnika o 15 stopni i zwiększył zakres jazdy o 5%.
Urządzenia do opieki zdrowotnej: spersonalizowane implanty muszą znaleźć równowagę między biokompatybilnym a światłem. Firma medyczna zatrudnia drukowanie 3D do tworzenia stawów biodrowej stopu tytanu. Konstrukcja struktury sieci obniża wagę ze zwykłej 200 g do 120 g i utrzymuje porowatość od 60% do 80%. Pomaga to komórek kostnego rosnąć i skraca czas regeneracji pacjenta po operacji o 30%.
3. Normalny przypadek: przydatna ścieżka od laboratorium do fabryki
Zmieniając kucie na casting w nawiasach motoryzacyjnych
Technologia kucia jest szeroko stosowana do tworzenia tradycyjnych wsporników podwozia samochodowego, jednak zatrudniają one tylko około 40% materiału i muszą być przetwarzane wiele razy. Firma korzystała z technologii drukowania 3D i optymalizacji topologii, aby nawias QT800-5 był z żelaza plastycznego. To sprawiło, że było 40% lżejsze, przechodząc od 15 kg do 9 kg, a jednocześnie było silne. Testy na ławce pokazały, że ten wspornik działa. Kiedy został użyty do zastąpienia standardowych części stalowych, ciężar pojedynczego pojazdu spadł o 27,4 kg, a koszt materiałów spadł o 174,8 juanu.
Kształt synergię ostrzy na silniku samolotu
Ostrza silnika do samolotów muszą być w stanie obsługiwać wysokie temperatury, wysokie ciśnienia i wibracje o wysokiej częstotliwości -. Trudno jest uregulować udoskonalenie ziarna i jednolitość wydajności za pomocą typowych metod odlewania. Jedna firma wykorzystuje technologię SLM do wytwarzania ostrzy ze stopów opartych na niklu -. Kierując kierunkiem tworzenia ziarna za pomocą techniki osadzania energii kierunkowej, wytrzymałość przeciwko zmęczeniu wzrośnie o 25%. Żywotność serwisowa jest również trzy razy dłuższa niż w przypadku typowych ostrzy, a temperatura robocza obniża się o 50 stopni Celsjusza poprzez budowę wewnętrznych kanałów chłodzenia.
„Przełom miniaturyzacyjny” dla humanoidalnych stawów robota
Roboty humanoidalne potrzebują stawów, które są bardzo lekkie i bardzo precyzyjne. Firma pokazała pierwszy na świecie metalowy wydrukowany optyczny czujnik siły siły sześciu osi, który zawiera czujnik opuszka palców o szerokości 8,5 mm i grubości 7 mm. Łącząc wewnętrzną strukturę sieci z obwodem, upewnia się, że sygnały są wysyłane niezawodnie i zmniejsza ciężar do jednej trzeciej tego, co robią typowe systemy. Został z powodzeniem wykorzystywany do wyczucia siły na opuszkach palców robota.