Ako kovová 3D tlač vykonáva vo výrobných komponentoch za teplotných podmienok vysokých -?

一, veľká zmena vlastností materiálov: od „nemožného“ po „super výkon“
1. Veľmi presná kontrola mikroštruktúry
Rýchlosť rýchleho chladeniakovová 3D tlač(Až 10 ³–10 ⁷ stupňov /s) úplne zmenil spôsob, akým obsadenie fungovalo, ktorý bol dendritickým vývojom. Nickel - založený vysoký - zliatiny teploty sú dobrým príkladom. Tradičné metódy potrebujú mnoho týždňov chemickej homogenizácie tepelného spracovania z dôvodu dendritickej segregácie. 3D tlač priamo vytvára malé štruktúry zŕn buniek, čo znamená, že fáza homogenizácie nie je potrebná. Smerové tepelné ošetrenie môže tiež presne kontrolovať veľkosť zrážania fázy až po hladinu nanomateriálov. NASA vyhodnotila 3D tlačenú nikel - čepele zliatiny turbíny a zistilo, že udržiavali 98% svojej pôvodnej sily pri vysokej teplote 1600 stupňov. To je o 15% silnejšie ako tradičné výkyvy.
2. Kompozitné s gradientom rôznych materiálov
3D tlač môže zmeniť zloženie materiálov gradientom, aby sa uspokojilo výkonnostné potreby rôznych častí vysokých - teplotných komponentov. Tím vytvoril kobalt - založený/nikel - disk z kompozitného turbíny, ktorý je odolný voči obom Creep - a má dlhú únavovú životnosť pri 1200 stupňoch. Urobili to pomocou online technológie miešania prášku, aby sa z oblasti jadra disku stala vysoká {{}}} cobalt {- zliatiny a okrajová zliatina a vysoká - teplota - Funkcia „Jeden materiál pre viacnásobné použitie“ znižuje náklady na jeden kus o 40% a čas potrebný na štúdium a produkciu o 60%.
3. Vyrábanie nových zliatinových systémov
Tím čínskej akadémie vied 'Institute of Metals Tím použil technológiu laserového práškového postele (LPBF) na výrobu al - fe - v - si {- sc alloy. Stále má pevnosť v ťahu 450 MPa pri 400 stupňoch, čo vyplňuje medzeru vo výkonnosti tradičných hliníkových zliatin v teplotnom rozsahu 200-450 stupňov. Hlavným prielomom je:
Amorfná/kryštalická kompozitná štruktúra: Stred bazénu taveniny sa rýchlo ochladí a vytvára amorfnú sieť, ktorá sťažuje cestovanie dislokácií.
Multi - Posilnenie fázy zrážania stupnice: AL ₈ Fe ₂ SI, AL ₁ V a ďalšie nano fázy spolupracujú na rozhraní AL ∝ SC, aby zastavili hrubé pri vysokých teplotách.
Ovládanie hraníc zŕn škandialkov: SC prvok vylepšuje zrná a drží hranice zŕn na svojom mieste, čo z nich je o 70% menej pravdepodobné, že pri zahrievaní prasknú.
2, Nové nápady vo výrobnom procese: Prechod od „subtraktívneho“ na „aditív“
1. Vytváranie komplikovaných štruktúr v jednom kuse
V minulosti, výroba vysokých - teplotných komponentov vyžadovalo desiatky krokov na zostavenie rôznych častí. Pri 3D tlači však môžete priamo vytvárať zložité vlastnosti, ako sú biomimetické plástové štruktúry a konformné chladiace kanály. Určitá letecká spoločnosť vyrába lopatky turbíny, ktoré sú spojené s biomimetickou štruktúrou chladenia voštinových plástov. Vďaka tomu je chladenie o 40% efektívnejšie a zdvojnásobuje život čepelí. Vložka spaľovacej komory leteckého motora je vytlačená s dvojitým - chladiacimi kanálmi pomocou technológie topenia elektrónových lúčov (EBM). Po ošetrení horúcim izostatickým lisovaním je vysoký výkon teploty- taký dobrý ako výkonnosť a prechádza 3000-hodinovým lavicovým testom.
2. Ľahká a funkčná integrácia
3D tlač môže zvýšiť vysoké -, teplotné časti 30% až 70% ľahšie prostredníctvom dizajnu optimalizácie topológie. Pretekárske vozidlo Porsche 911 GT2 RS má v chladiacich kanáloch piesty zliatiny z altánovej zliatiny 3D. Tieto kanály zvyšujú výkon motora o 30 koní a znížia hmotnosť o 15%. A čo je dôležitejšie, multi - technológia tlače materiálov vám umožňuje umiestniť elektronické časti, ako sú senzory a ovládače priamo na kovové substráty, čo je spôsob, akým sa dosiahne „inteligencia funkcie štruktúry“.
3. Revolúcia v údržbe a repasovaní
Technológia 3D tlačenej usmerňovanej energetickej depozície (DED) dokáže veľmi presne opraviť teplotné časti - s lokalizovaným poškodením. Technika laserového opláštenia používa určitá elektráreň na opravu lopatiek plynových turbíny . 3 d Skenovanie zlomených častí robí opravnú cestu a potom sa rovnaký prášok roztavuje vrstvou. Po opravení sily únavy dielov siaha až do 95% z nových častí, čo šetrí 700 000 juanov pri každej oprave.
3, Použitie a problémy v priemysle: skok z laboratória do priemyslu
1. Priemysel lietadiel je kľúčovým bojiskom
Lietadlový motor: Palivová dýza s skokom z letectva GE kombinuje 20 dielov do jednej pomocou 3D tlače, vďaka čomu je o 200 stupňov odolnejšia voči teplu a päťkrát dlhšie -;
Rocket Engine: NASA testovala tlačenú komoru vyrobenú z 3D - Vytlačená zliatina hliníka, ktorá používa regeneratívny chladiaci mechanizmus na udržanie teploty vnútornej steny pod teplotou topenia. Táto zvýšená hustota ťahu o 30%.
Hypersonické lietadlá: Tím vytvoril časť zliatiny zliatiny volfrámu, ktorá dokáže zvládnuť náhlu vysokú teplotu 3000 stupňov. Toto je dôležitá materiálna podpora pre hypersonické zbrane.
2. Nový vývoj v oblasti energie a priemyslu
Plynovacia turbína: 3D - Tlačená plynová spaľovacia komora Siemens Energy zlepšuje účinnosť spaľovania o 2% a znižuje emisie oxidu dusíka o 15% pomocou návrhu biomimetického prietokového kanála.
3D - Čína Národná jadrová korporácia je tlačená trubica zliatiny zliatiny pre jadrové energetické zariadenia trikrát odolnejšia voči korózii v 400 stupňovej vysokej - Steam, čím sa zvyšuje bezpečnosť jadrového reaktora štvrtej generácie.
Spoločnosť Bosch vyrobila pre automobilový priemysel 3D tlačený rotor turbodúchadla, vďaka ktorému je rotor o 15% silnejší proti Creep a 40% rýchlejšie, aby reagoval na 1200 stupňov.
3. Dôležité problémy a spôsoby, ako ich vyriešiť
Databáza chýbajúcich materiálov: môže trvať až dva roky, kým sa vytvorí nové vysoké - zliatiny teploty a veľkú dátovú infraštruktúru na sledovanie toho, ako dobre funguje proces zloženia, je potrebné nastaviť.
Ovládanie stability procesu: Návrh raketovej dýzy si vyžadoval viac ako 200 zmien svojich parametrov a potrebuje vytvorenie v - monitorovanie a uzavretie - riadiace systémy slučky;
Vysoké výdavky po spracovaní: disk turbíny musí prejsť siedmimi krokmi, ako je podpora, tepelné spracovanie a obrábanie. To stojí 40% z celkových nákladov a zahŕňa vytvorenie ne - spracovateľský materiálový systém.
Environmentálne a bezpečnostné riziká: Spracovanie prášku odpadových kovov stojí 12% prevádzkových nákladov a nové metódy recyklácie a tlače s menším prachom je potrebné vyrobiť.