Problēmas ar enerģijas aprīkojuma mehānisko izturību
Enerģijas aprīkojums ir daudzos veidos. Piemēram, termiskās elektrostacijas izmanto katlus un turbīnas, naftas ķīmijas rūpniecība izmanto reaktorus un cauruļvadus, un atomelektrostacijas izmanto spiediena tvertnes. Visiem šiem aprīkojuma veidiem ir jāsaskaras ar lielu mehānisku stresu darba vidē. Piemēram, kodolreaktora spiediena tvertnei jāspēj izdzīvot radioaktīvo materiālu erozija un augsta - temperatūra, augsta - spiediena dzesēšanas šķidrums ilgu laiku. Ja nepietiek mehāniskās izturības, tas varētu izraisīt lielas drošības problēmas, piemēram, kodolieroču noplūdes. Urbjot eļļu, aprīkojumam ir jāiet tūkstošiem metru pazemē un jārisina milzīgs veidošanās spiediens un urbšanas bitu jauda. Ja mehāniskā izturība nav pietiekami augsta, tā var sabojāties un neizdoties dažādos veidos, kas palēnina ekstrakciju un maksā naudu.
Kad runa ir par enerģijas aprīkojuma stiprāku, tradicionālajām ražošanas metodēm ir vairākas problēmas. Piemēram, veidojot sarežģītas struktūras daļas, liešanas procesi, iespējams, izraisa tādas problēmas kā porainība un saraušanās, kas var vājināt detaļu mehānisko izturību. Kalšanas tehnoloģija var padarīt materiālus blīvāku un spēcīgāku, taču ir grūti un dārgi strādāt ar detaļām, kurām ir sarežģītas iekšējās struktūras.
Ideja par metāla 3D drukāšanas izmantošanu, lai padarītu lietas stiprākas
Diskrētais sakraušanas princips ir tas, kas padara metāla 3D drukas darbu. Tas veido detaļas, sakraujot metāla pulvera vai stieples slāņus viens otram virsū. Šim veidam, kā padarīt lietas, ir vairākas svarīgas priekšrocības, kas padara enerģijas aprīkojumu stiprāku.
Kontrolējiet materiālu sadalījumu ar precizitāti
Tradicionālajā ražošanā materiālu izplatīšanas veids parasti ierobežo to izgatavošanas veids, kas apgrūtina precīzu kontroli. Metāla 3D drukāšana var ievietot materiālus tieši tur, kur tiem jāiet atbilstoši dizaina specifikācijām, kas noved pie vislabākā materiālu izplatīšanas. Piemēram, veidojot detaļas, kas var izturēt daudz stresa, materiāli ir biezāki reģionos, kur stress ir koncentrēts, vai arī materiāli ar augstāku izturību var padarīt detaļas kopumā.
Uzlabot mikrostruktūru
Ātrā dzesēšanas un vietējā kausēšanas sacietēšanas process, kas notiek metāla 3D drukāšanas laikā, var padarīt smalkus, pat graudu veidojumus. Smalkie graudi var padarīt materiālus stiprākus un stingrākus, jo graudu robežas var pārtraukt dislokācijas kustību, kas padara materiālu izturīgāku pret deformāciju. Jūs varat arī regulēt materiāla izgulsnēto fāžu fāzes sastāvu un sadalījumu, mainot drukāšanas iestatījumus, piemēram, lāzera jaudu un skenēšanas ātrumu. Tas padara materiāla mikrostruktūru vēl labāku un padara tā mehāniskās īpašības labākas.
Saprast, kā vienā gabalā izgatavot sarežģītas struktūras
Dažiem enerģijas aprīkojumam ir sarežģītas strukturālas detaļas, kas jāsaliek kopā, izmantojot tradicionālās ražošanas metodes. Tas padara montāžu grūtāku un dārgāku, un tas var izraisīt arī stresa veidošanos savienojuma punktos, kas padara detaļas vājākas. Metāla 3D drukāšana var radīt sarežģītas struktūras vienā gājienā, kas ļauj izvairīties no stresa koncentrācijas problēmām montāžas laikā un padara produktus stiprākus un uzticamākus kopumā.
Kā padarīt lietas stiprākas ar metāla 3D drukāšanu
Topoloģijas optimizācijas dizains
Topoloģijas optimizācija ir projektēšanas process, kas izmanto matemātikas algoritmus, lai automātiski atklātu labāko veidu, kā materiālus izplatīt projektēšanas apgabalā atkarībā no slodzes un robežnosacījumiem. Metāla 3D drukāšanas un topoloģijas optimizācijas dizaina izmantošana kopā var padarīt lietas, kas darbojas vislabāk. Topoloģijas optimizācija var palīdzēt vēja turbīnu lāpstiņu projektēšanā, izdomājot, kā sakārtot asmeņu iekšējo struktūru, lai tie būtu vieglāki un efektīvāki, lai ražotu elektrību, vienlaikus joprojām esam pietiekami stipri. Metāla 3D drukāšanas tehnoloģija padara iespējamu uzreiz izgatavot asmeņus ar sarežģītām topoloģiskām īpašībām. Viņu mehāniskais spēks un veiktspēja ir nogājusi garu ceļu kopš tās pagātnes izgatavošanas.
Gradienta materiālu izgatavošana
Dažām enerģijas aprīkojuma daļām ir nepieciešams lielāks mehāniskais spēks nekā citām. Metāla 3D drukāšana var izgatavot gradienta materiālus, kas nozīmē, ka dažādas viena un tā paša komponenta zonas var izgatavot ar materiāliem, kuriem ir dažādas īpašības vai kompozīcijas, lai izpildītu dažādus mērķus. Piemēram, gāzes turbīnas lāpstiņas galā jāspēj rīkoties ar augstu temperatūru un centrbēdzes spēkiem, kas nozīmē, ka tas ir jāizgatavo no stipra, siltuma - izturīgiem materiāliem. Lapu sakņu laukumam jābūt arī grūtam un spējīgam rīkoties ar celmu. Metāla 3D drukāšana ļauj jums izmantot augstu - stiprību un augstu - temperatūras izturīgus sakausējuma materiālus asmeņa galā un augstu - izturību un nogurumu - izturīgi sakausējuma materiāli asmenes saknē. Tas maina materiālu īpašības gradienta veidā, kas padara asmeni stiprāku un ilgāku.
Ārstēšana, lai padarītu virsmu stiprāku
Pēc metāla 3D drukāšanas, gabalu virsmas var arī pastiprināt, lai tās būtu vēl stiprākas. Piemēram, izmantojot lāzera apšuvuma tehnoloģiju, lai uzliktu augstu - cietību un nēsāšanu - izturīgs sakausējums uz daļas virsmas var padarīt virsmu cietāku un izturīgāku pret nodilumu, kas samazinās nodiluma un noguruma bojājumus. Arī virsmas stiprināšanas metodes, piemēram, šāvienu peings un ritēšana, var nodrošināt atlikušo spiedes spriegumu detaļu virsmai, lai padarītu tās izturīgākas pret nogurumu.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - drukāšana/ieplūde - kolekcijas - no metāla-aditi