Je vysoká - zliatina teploty vhodná na tlač parných zariadení?

一, Technologické výhody 3D tlače s vysokými - zliatinami teploty: prekonanie limitov tradičnej výroby
1. Schopnosť vytvárať komplikované štruktúry
Pri výrobe dutých čepelí pre parné turbíny pomocou typickej techniky odlievania investícií trvá veľa krokov na spájanie chladiacich kanálov. To znamená, že sa používa menej ako 10% materiálu a čepele pravdepodobne budú mať zváracie nedostatky. Prostredníctvom postupov topenia laserového selektívneho topenia (SLM) alebo topenia elektrónového lúča (EBM) môže technológia 3D tlače priamo tlačiť komplikované prvky, ako sú konformné chladiace kanály a mriežkové štruktúry. Napríklad čepele turbíny, ktoré platinová technológia vytlačila pre určitú spoločnosť plynových turbín, urobili chladenie o 30% efektívnejšie a čepele o 25% ľahšie zvýšili. To výrazne zlepšilo tepelnú účinnosť a prevádzkovú stabilitu parných zariadení.
2. Schopnosť zlepšiť vlastnosti materiálov
Ak sú vysoké - teplotné zliatiny 3D vytlačené, rýchlosť chladenia 106–108 stupňov /s môže vytvoriť ultrajemne vzory zŕn a dokonca aj amorfné fázy. Vďaka tomu je materiál silnejší a odolnejší voči únave pri vysokých teplotách. AVIC Maite's IN738 High - Prášok zliatiny, vyrobený 3D tlačou, má pevnosť výťažku 900 mPa pre čepele plynových turbín pri vysokej teplote 1200 stupňov. To je o 15% väčšie ako tradičné odliatky. Použitie algoritmov AI na pomoc pri optimalizácii parametrov procesu (takáto zmena laserovej energie a rýchlosti skenovania za behu) vám môže poskytnúť jemnú kontrolu nad mikroštruktúrou materiálu a pomôcť vám dozvedieť sa viac o výkonnostnom potenciáli vysokých - teplotných zliatin.
3. Zníženie nákladov a čas potrebný na výrobu vecí
Vytváranie vysokých - Časti teploty zliatiny Stará - Moderovaná cesta trvá 12 krokov, ako je tavenie, kovanie a tepelné spracovanie, a môže trvať až šesť mesiacov. Vďaka režimu „Digital Model Direct Folding“ technológia 3D tlačí výrobný cyklus na menej ako dva týždne. Xi'an Bollite použil technológiu SLM na tlač diskov turbíny pre spoločnosti leteckých motorov. To umožnilo, aby sa kľúčové komponenty v parnom zariadení rýchlo iterovali. Spoločnosť bola schopná použiť 90%materiálu namiesto obvyklých 15%a náklady na každý kus klesli o 40%.
2, Výzva tlače dielov parného zariadenia pre priemyselné použitie: medzera medzi laboratóriom a workshopom
1. Problémy s udržiavaním stabilného procesu
Keď sú vysoké - zliatiny teploty 3D vytlačené, laser a prášok interagujú v štyroch rôznych stavoch: tuhá látka, kvapalina, plyn a plazma. Vďaka tomu je roztavený bazén správaný komplikovaným a meniacou sa spôsobom. Napríklad, keď SLM vytlačí zliatinu Inconel 718, ak rýchlosť skenovania nie je v ideálnom rozsahu, pravdepodobne dôjde k defektom ako zlomeniny a póry, čo znamená, že menej ako 70% častí je kvalifikovaných. Problém deformácie deformácie spôsobeným zvyškovým stresom je tiež obzvlášť zlý pri tlači veľkých dielov parného zariadenia (ako sú steny membrány kotla). Musí sa opraviť ďalšími krokmi, ako je predhrievanie tepelného spracovania substrátu a tepelného uvoľnenia stresu.
2. Záruka konzistentného materiálového výkonu
Výkon všetkých častí parného zariadenia musí byť veľmi konzistentný. Napríklad skúmavky na prenos tepla v jadrových elektrárňach musia pracovať dlho pri 360 stupňoch a 17,2 MPa. Akékoľvek zmeny vo výkone v konkrétnej oblasti by mohli byť nebezpečné. Malé zmeny v rozložení veľkosti častíc prášku, hustota prášku a ďalšie parametre počas procesu 3D tlače však môžu spôsobiť rozdiely vo veľkosti zŕn a distribúcii zrážok v rôznych častiach produktu. Iba niekoľko domácich spoločností, ako napríklad Huashu High Tech, zriadilo systémy na sledovanie šarží prášku a online monitorovacích platforiem, aby sa udržali zmeny výkonnosti v rámci ± 5%. Stále je však ťažké dosiahnuť vysoké špecifikácie pre komponenty jadrovej energie.
3. Žiadny systém na štandardizáciu
Globálne štandardy pre certifikáciu 3D - Vytlačené vysoké - Časti zliatiny teploty ešte nie sú dokončené. ASTM International publikoval „Všeobecné požiadavky na výrobu aditív kovových materiálov“, stále však existuje medzera v metodikách testovania pre určité pracovné situácie parných zariadení, ako je oxidácia na strane pary a korózia vodnou parou. Domáca spoločnosť vyrábaná superhriemerná trubica pre tepelné elektrárne, ale proces prijatia projektu sa predĺžil o 18 mesiacov, pretože neexistovali žiadne špeciálne testovacie normy pre veci, ako je pevnosť výdrže s vysokou teplotou a rýchlosť oxidácie na strane pary. Vďaka tomu bol projekt riskantnejší pre industrializáciu.
3, prielom v scenároch aplikačných scenárov: od pilota po plné - stupnica
1. Presťahovanie technológie z jedného odvetvia do druhého v leteckom priemysle
Pri navrhovaní horúcich koncových častí potrebujú motory lietadiel aj parné turbíny veci, ako je efektívne chladenie a svetlo. GE použil 3D tlač na výrobu palivovej dýzy s skokom, ktorá kombinuje 20 dielov do jednej. Táto technika sa tiež úspešne použila na výrobu dýz parných turbín. Ouzhong Technology, čínska spoločnosť, vytlačila regulačné ventilové jadro pre ultra - superkritickú tepelnú napájaciu jednotku. Tento návrh znížil hmotnosť o 35% a urýchlil čas regulačnej odozvy na 0,2 sekundy, čo výrazne zlepšilo dynamický výkonný výkon parného zariadenia.
2. Prispôsobené potreby v oblasti jadrovej energie
Štvrtý - Generovanie jadrových reaktorov, napríklad sodík - ochladené rýchle reaktory a reaktory roztavenej soli, majú prísnejšie kritériá pre materiály použité v parných generátoroch. Napríklad musia zostať stabilné v podmienkach s vysokými teplotami a silným žiarením nad 600 stupňov . 3 d tlač môže takmer tvarovať - na {- kovy strojov (podobné GH1333), znížené množstvo zváraných kĺbov a zníženie rizika rádiového úniku. Inštitút kovového výskumu na Čínskej akadémii vied vyvinul 3D - vytlačenú trubicu zliatiny GH1333, ktorá je pri testovaní v simulovaných podmienkach nehody o 20% lepšia ako tradičné extrudované trubice. To poskytuje technickú podporu pre lokalizáciu zariadení na jadrovú energiu.
3. Rýchle zmeny priemyselných kotlov
Technológia 3D tlače môže pomôcť drobným a modulárnym parným zariadeniam rýchlo rásť v oblasti distribuovanej energie. Napríklad jedna spoločnosť zamestnáva technológiu SLM na výrobu horákov pre kotly na biomasu. Dizajn biomimetického prietokového kanála zvyšuje účinnosť spaľovania o 12% a skráti čas potrebný na prejsť od návrhu na dodanie do 45 dní, čo je trikrát rýchlejšie ako štandardné metódy. V budúcnosti bude možné prispôsobiť sa a vyrábať parné vybavenie na požiadanie pomocou digitálnej technológie dvojčiat a 3D tlače.