Vai metāla 3D drukāšanai var būt priekšrocības siltuma izkliedes sastāvdaļās, piemēram, motoru apvalkos?

一, sarežģītu struktūru integrēta liešana: pārsniedzot esošo metožu fiziskās robežas
1. iekšējo kanālu topoloģijas uzlabošana
Siltuma izkliedes daļas veidošana Par veco - veidotu veidu ir ietverti metināšana vai mehāniski apstrādāt spuras, plūsmas kanālus un citas struktūras. Tas var izraisīt tādas grūtības kā augsta termiskā pretestība un noplūdes. Slānis ar slāņa saplūšanas paņēmienu ļauj metāla 3D drukāšanai nekavējoties izveidot sarežģītu iekšējo plūsmas kanālu integrētu liešanu. Piemēram, Conflux tehnoloģija Austrālijā ir izveidojusi 3D - drukātu siltummaini Formula 1 sacīkšu automašīnām. Tam ir spirālveida plūsmas kanāla dizains, kas palielina siltuma apmaiņas virsmas laukumu par 300%, samazina spiediena kritumu par 40%un atbrīvojas no metināšanas locītavas noplūdes riska vienā un tajā pašā tilpumā. Šis dizaina veids var izveidot virziena plūsmas kanālus karstajiem motora tinumu reģioniem motora apvalka uzklāšanā, kas palīdz precīzi atbrīvoties no siltuma.
2. Ļoti plānas sienas un karkass ar mikrokanāliem
Minimālais sienas biezumsMetāla 3D drukāšanair palielinājies līdz vairāk nekā 0,1 mm. Pārī ar mikrokanālu tehnoloģiju, tas var ievērojami palielināt to, cik labi siltums pārvietojas no objekta. Niķeļa - balstītais sakausējuma siltummainis, pie kura strādāja Francijas uzņēmums Temisth un Ķīnas uzņēmums Yijia 3D, ir uzlabojis siltuma pārneses efektivitāti starp superkritisko co₂ un augstu - koncentrācijas sāls šķīdumu jūras ūdens atsāļošanas procesā par 25%. Tas tika izdarīts, apvienojot 0,15 mm plānas spuras un 0,5 mm mikrokanālus. Šāda veida struktūra var saglabāt jaudas ierīču temperatūras paaugstināšanos 5 grādu laikā elektrisko automašīnu motoru kontrolieru siltuma izkliedes laikā, kas vairāk nekā trīskāršo ierīču kalpošanas laiku.
3. Ratēna struktūra ir viegla.
Latēna struktūra, ko padara topoloģijas optimizāciju, var padarīt lietas daudz vieglāku, vienlaikus ir spēcīga. Bolīts izveidoja titāna sakausējuma vārpstas korpusu noteiktam kosmiskās aviācijas uzņēmumam, kas izmanto gradienta režģa dizainu. Šis dizains ne tikai atbilst nepieciešamībai pēc 2000N · m griezes momenta gultņa, bet arī padara korpusu par 25% vieglāku nekā standarta dizains. Šāda veida dizains var samazināt inerces momentu un paātrināt motora dinamisko reakciju par vairāk nekā 15%, ja to lieto motora apvalkā.
2, materiāla veiktspēja un procesa sinerģija: grūto darba apstākļu vajadzību risināšana
1. Materiālu pielāgota izmantošana ar augstu siltumvadītspēju
Vara un vara sakausējumi ir labākie materiāli, lai atbrīvotos no karstuma, jo tiem ir lieliska siltumvadītspēja (tīra vara siltumvadītspēja ir 401W/m · k). Tā kā varš ir tik atspoguļots tradicionālajā apstrādē, tas absorbē tikai 5% lāzera gaismas, kas padara kušanu smagu. Xihe Additive zaļā lāzera metāla 3D drukas tehnoloģija ir licis varam absorbēt par 40% vairāk lāzera gaismas. Viņi spēja izdrukāt vara siltuma izlietni, kas bija 0,5 mm bieza un kuriem bija ļoti plāna TPM (trīskārša perioda minimāla izliekta virsma) struktūra. Blīvums bija 99,9%, bet virsmas raupjums - mazāks vai vienāds ar 3,2 μm. Tas siltuma izlietni padarīja par 20% efektīvāku siltuma veikšanai nekā tradicionālās lējumi.
2. Drukāšana ar vairāku materiālu gradientu
3D drukāšana var mainīt materiālu sastāvu gradienta veidā, lai apmierinātu dažādu siltuma izlietnes daļu veiktspējas vajadzības. Piemēram, darbgalda vārpstai, ko izgatavojusi konkrētai uzņēmumam, ir virsma, kas izgatavota no hroma ar augstu oglekļa saturu (HRC60 vai augstāka), un serdenis, kas izgatavots no vidēja oglekļa tērauda. Sinhronā pulvera barošanas metode ļauj saistīties bez šuvēm. Tas ne tikai padara griešanas malu izturīgāku pret nēsāšanu, bet arī padara kodolu 1,8 reizes stingrāku nekā tipiski materiāli, kas samazina pārrāvuma briesmas.
3. Termiskā stresa kontrole un stabs - apstrāde labāk
Metāla 3D drukāšanas process sakarsē un ātri atdziest, kas var viegli izraisīt atlikušo spriegumu, kas padara metāla saliekumu vai satricinājumu. OQTON 3DXFIGHT programma var izmantot vairākus - fiziku, ja pēc apstrādes lieto ar karstu izostatisku presēšanu (gūžu) iekšējās poras var noņemt, dodot 3D drukātām detaļām noguruma kalpošanas laiku virs 90%, salīdzinot ar kaltām detaļām.
3, visa dzīves cikla izmaksu optimizēšana, sākot no vienas vienības izgatavošanas līdz daudzām no tām
1. Mazo partiju pielāgošanas izmaksu ieguvums
3D drukāšana var ietaupīt naudu par pelējuma izstrādes izmaksām (tradicionālās die - Liešanas veidņu izmaksas no 500 000 līdz 2 miljoniem juaņu) maziem un vidējiem - izmēra siltuma izkliedes komponentiem, kas gadā veido mazāk nekā 5000 gabalus. Izmaksas par gabalu var samazināt arī par 30% līdz 50%, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm. Piemēram, viens uzņēmums izmanto platīna blt - S400, lai drukātu alumīnija sakausējuma motoru apvalkus. Materiāla izmaksas ir tikai 25% no pārdošanas cenas, savukārt tradicionālo kalšanas un apstrādes metožu atkritumu līmenis ir pat 60%.
2. Ātras izmaiņas un dizaina pārbaude
Izmantojot 3D drukāšanu, "dizaina drukas testa optimizāciju" var veikt slēgtā cilpā, kas samazina attīstības laiku no 6 līdz 12 mēnešiem tradicionālajās metodēs līdz 2–4 nedēļām. Mikro dzesētājs, ko IQ Evolution Company Aachen, Vācijā, kas izgatavots ar PCB, var pāriet no koncepcijas līdz piegādei tikai 72 stundu laikā, izmantojot 3D drukāšanu. Tas ir 10 reizes ātrāks nekā tradicionālās metodes. Tas var arī ātri mainīt plūsmas kanāla parametrus dažādiem jaudas pusvadītājiem, piemēram, SIC komponentiem.
3. Piegādes ķēdes pārstrukturēšana un izplatītā ražošana
Izmantojot 3D drukāšanu, jūs varat "vietējo drukāšanu, globālo izplatīšanu", kas ir veids, kā padarīt lietas dažādās vietās. Siemens Energy 3D drukas pakalpojumu centrs Vācijā var ātri salabot gāzes turbīnu asmeņus Eiropas klientiem, samazinot piegādes laiku no sešām nedēļām līdz 72 stundām. Uzņēmumi primārajā tirgū var iestatīt 3D drukas mezglus motora dzesēšanas detaļu tirgū, lai samazinātu krājumu un nosūtīšanas izdevumus. Izveidojot piecus 3D drukas centrus visā pasaulē, vietējā motora firma ir samazinājusi laiku, kas nepieciešams, lai iegūtu rezerves daļas no 45 dienām līdz 7 dienām un samazinātu krājumu izdevumus par 60%.
4, nozares lietojumprogrammas piemērs: no idejas testēšanas līdz to veidošanai lielos daudzumos
1. Kā turēt atdzist elektrisko transportlīdzekļu baterijas
Tesla modelim Y ir 3D - drukāts niķeļa - balstīta sakausējuma akumulatora dzesēšanas plāksne ar biomimētiskās vēnu plūsmas kanāliem, kas akumulatora komplekta temperatūras starpību saglabā 2 grādu laikā. Tas padara automašīnu par 40% efektīvāku nekā tradicionālie harmonikas caurules dzesēšanas šķīdumi. SLM Solutions aprīkojums no Vācijas 12 stundu laikā izdrukā dzesēšanas plāksni vienā gabalā, kas samazina uz 8, kas nepieciešams 8, salīdzinot ar tradicionālajām štancēšanas un metināšanas metodēm.
2. Kā aeronavigācijas motori atbrīvojas no karstuma
Airbus A350 XWB ir motora korpuss, kas izgatavots no 3D - drukāta titāna sakausējuma, kam ir siltums - izkliedētās spuras un viegla režģa struktūra. Tas atbilst EMI ekranēšanas standartiem un samazina svaru no parastā 8,2 kg līdz 5,3 kg, kas palīdz plaknei zaudēt 300 kg svara katrā plaknē. Apvalka drukāšanai pievienojums, franču startēšana, izmantota elektronu staru selektīvās kušanas (EBSM) tehnoloģija. Tas padarīja to par 99,95% blīvu un 15% spēcīgāku pret nogurumu nekā kaltām detaļām.
3. Kā rūpniecības servo motora kontrolieris atbrīvojas no karstuma
HD7X sērijas servo disks no Huichuan tehnoloģijas izmanto 3D - drukātu vara sakausējuma siltuma izkliedes pamatplāksni un mikrokanāla blokus, lai IGBT moduļu temperatūra būtu paaugstināta virs 65 grādiem. Tas palielina jaudas blīvumu trīs reizes, salīdzinot ar tradicionālajiem alumīnija ekstrūzijas siltuma izkliedes šķīdumiem. Platinum A400 mašīna izdrukā apakšējo plāksni, kas katra komponenta izmaksas samazina par 45%, salīdzinot ar tradicionālajām cietlodēšanas metodēm. Nav arī lodēšanas korozijas riska.