Kādas ir metāla 3D drukāšanas izredzes, prognozējot un inteliģentu rezerves daļu ražošanu?

一, vainas prognozēšana: pārmaiņa no pasīvās uzturēšanas uz aktīvu aizsardzību
Tradicionālās aprīkojuma kļūmes prognozēšana ir atkarīga no manuālas pārbaudes un empīriskā sprieduma, kas apgrūtina nelineāru atteices režīmu, ja darbības apstākļi ir sarežģīti. Lietu internets, digitālie dvīņi un mākslīgais intelekts darbojas kopā ar metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju, lai izveidotu inteliģentu prognozēšanas sistēmu ar nosaukumu "Papildu analīzes lēmums - veidošanā".
1. uzraudzība reālā laikā un defektu brīdināšana
LLNL nacionālā laboratorija Amerikas Savienotajās Valstīs izveidoja metāla 3D drukāšanu reālajā - laika defektu noteikšanas sistēmā, kurā tiek izmantoti fotodiodi, pirometri un termiski attēli, lai novērstu izkusušā baseina siltuma starojumu. Ja to lieto ar vairākiem - fizikas lauka simulācijām, tas var paredzēt režģa stabu defektus ar precizitātes līmeni vairāk nekā 94%. Šī tehnoloģija ir izmantota, lai sekotu Aviācijas motora asmeņu drukāšanas procesam. Tas samazina laiku, kas nepieciešams, lai atrastu defektus no vairākām stundām tipiskā CT skenēšanā uz milisekundēm, ļaujot savlaicīgi novērst problēmas.
Šanhajas Jiao Tongas universitātes komanda Ķīnā izmantoja augstu - caurlaidspējas simulāciju, lai izveidotu attiecību grafiku starp ievades enerģijas blīvumu un porainību. Viņi arī izgatavoja mašīnu apguvi - balstītu poru prognozēšanas modeli, kas pirms laika var atrast poru defektus lāzera pulvera gultnes kušanas (LPBF) procesā, kas palielina aviācijas un kosmosa detaļu noguruma kalpošanas laiku par vairāk nekā 30%.
2. Miljeras un digitālā dvīņa modelēšana
Uzņēmumi, piemēram, Siemens, izmanto digitālo dvīņu tehnoloģiju, lai izgatavotu virtuālus 3D drukātu detaļu modeļus. Šie modeļi parāda reālu - laika informāciju par tādām lietām kā stress, temperatūra un vibrācija. Piemēram, viens aviācijas ražotājs izgatavoja strukturālas detaļas no titāna sakausējuma milzīgām lidmašīnām, kas izgatavotas ASV. Digitālie dvīņi tika izmantoti, lai modelētu to noguruma plaisu ceļu intensīvos darbības apstākļos. Tas mainīja uzturēšanas ciklu no "parastās apkopes" uz "- pieprasījuma nomaiņa", kas samazināja rezerves daļu uzskaites izdevumus par 40%.
ASV armijas pētījumu laboratorija (ARL) liek sensorus 3D - drukātās martensīta tērauda daļās, izmanto mašīnu mācīšanos, lai aplūkotu nodiluma datus, un prognozē, cik ilgi detaļas ilgs. Tas arī uztur kļūdu līmeni zem 5%. Šī metode tika izmantota, lai prognozētu, kad militārā helikoptera pārnesumkārbu sistēmām nepieciešama apkope, samazinot neplānotu dīkstāvi par 60%.
3. Faktu apvienošana no vairākiem avotiem un gudru lēmumu pieņemšana
Platinum Technology inteliģentās procesa bibliotēkā tiek izmantoti AI algoritmi, lai atrastu labāko drukas risinājumu, apvienojot vairāk nekā 100 000 materiālu parametru komplektu ar datiem par aprīkojuma darbību, vidi un iepriekšējām kļūdām. Piemēram, motora cilindru bloku drukāšanā noteikta automašīnu ražotāja sistēma automātiski maina lāzera jaudu un skenēšanas ceļu. Tas samazina plaisas ātrumu, ko izraisa termiskais spriegums no 8% līdz 0,3%. Tas arī prognozē galveno detaļu noguruma ierobežojumu un norāda lietotājiem, kad pirms pārtraukuma aizstāt augstas - riska daļas.
2, Gudra rezerves daļu ražošana: pārmaiņas no pārāk daudz krājuma līdz lietām tikai tad, kad tās ir vajadzīgas
Ir grūti risināt personalizētas un steidzamas vajadzības ar tradicionālās rezerves daļu ražošanu, jo tai nepieciešami lieli krājumi un ilgstoši - termina veidnes izstrāde. Metāla 3D drukāšanas funkcija "Izplatītā ražošana" kopā ar mākoņu platformām un viedajām piegādes ķēdēm maina rezerves daļu veidošanas veidu no "vietējās drukāšanas un globālās izplatīšanas" uz jaunu paradigmu.
1. Drukāšana pēc pieprasījuma un ātra atbilde
LIM - x650h lāzera printeris izmanto vairākus - lāzera sadarbības tehnoloģiju un var radīt lielas gaisa kuģu rezerves daļas, piemēram, degvielas sprauslas motoriem. Noteiktā aviokompānijā attālajā lidostā ir izveidojusi portatīvo 3D printeri. Tas iegūst dizaina failus caur mākoni un izdrukā bojātus hidrauliskā vārsta ķermeņus uz vietas. Tas samazina uzturēšanas ciklu no parastajām divām nedēļām līdz astoņām stundām un samazina rezerves daļu nosūtīšanas izmaksas par 90%.
Medicīnas nozarē 3D sistēmas izmanto metāla 3D drukāšanu, lai ortopēdiskiem pacientiem izgatavotu unikālus gūžas implantus. Viņi izmanto AI algoritmus, lai uzlabotu biomimētiskos dizainus, kas samazina laiku, kas nepieciešams, lai implanti integrētos ar kauliem no 6 mēnešiem līdz 3 mēnešiem. Pēc pacienta skenēšanas datu augšupielādes mākonī 3D drukāšanas ražotāji jebkurā mezglā visā pasaulē var uzreiz padarīt lietas, ko nozīmē "globālais dizains, vietējā ražošana".
2. Jauni materiāli un veiktspējas pielāgošana
Metāla 3D drukāšana var mainīt to, kā tiek izgatavoti jauni pulveri, piemēram, augstas entropijas sakausējumi un gradienta materiāli, lai ietilptu daudzveidīgā darba vidē. Ķīnas Zinātņu akadēmija izveidoja fekonisko augsto entropijas sakausējumu. Pateicoties 3D drukāšanai, tam ir vienmērīgs kompozīcijas sadalījums, un tas korodē tikai 1/5, cik tipisks 316L nerūsējošais tērauds 3,5% NaCl šķīdumā. Tas ir izmantots, lai pārveidotu jūras vēja turbīnu nesošos sēdekļus, kas tagad var ilgt vairāk nekā piecus gadus.
Broadcom Precision's 3D - drukāts die - veidņu ieliktņu liešanas lietošana Izmantojiet vietējo pastiprināšanas dizainu, kas ir daudz labāks nekā iepriekšējās metodes, ņemot vērā ietekmes izturību, nodiluma pretestību un ražu. Viena automašīnu uzņēmums izmantoja šo tehnoloģiju, lai izgatavotu veidnes alumīnija sakausējumu riteņu centriem. Tas padarīja veidnes ilgāk par 20 000 reizes ilgāk un samazināja katras vienības izmaksas par 35%.
3. Apļveida ekonomika un zaļā ražošana
Optimizējot topoloģiju un samazinot materiālu atkritumus, metāla 3D drukāšana samazina oglekļa pēdu, kas daudz izgatavo rezerves daļas. Piemēram, Platinum Technology izgatavoja motora kronšteinu aviācijas uzņēmumam, kas bija par 60% vieglāks un izmantoja par 80% mazāk izejvielu, jo tā režģa dizainā. Pulvera skrīninga un reģenerācijas sistēmu izmantošana arī ir izraisījusi vairāk nekā 95% metāla pulvera atjaunošanās ātrumu, kas ražošanas laikā samazina resursu zaudēšanu.
Zhongke Quantum Laser izmanto 3D drukas tehnoloģiju, lai apkopei būtu jaunas kristalisera vara plāksnes. Lāzera apšuvums un nolietotā slāņa nostiprināšana uz izmesto vara plāksņu virsmas var padarīt tās ilgāk 1 līdz 7 reizes garākas. Tas tērauda uzņēmumiem ietaupa vairāk nekā 50% no viņu gaidīšanas zaudējumiem un samazina oglekļa dioksīda emisijas par vairāk nekā 1000 tonnu gadā.
3, nākotnes tendence: no tehnoloģiju apvienošanas līdz vides atjaunošanai
Metāla 3D drukāšana pāriet no viena tehnoloģiskā sasnieguma līdz visa nozares ķēde, lai to izmantotu neveiksmes prognozēšanai un pārdomātām rezerves daļu izgatavošanai. Nākamajos piecos gados nozare parādīs šādas tendences:
Vairāk tehnoloģiju integrācijas: AI algoritmi padarīs drukāšanas ceļu plānošanu vēl labāku, radot "pašizmēru, sevis labošanu un sevis optimizēšanu" inteliģentu drukāšanu. Digitālie dvīņi un blockchain tehnoloģija tiks izmantota, lai izveidotu pilnu dzīves cikla izsekojamības sistēmu rezerves daļām.
Vairāk veidu, kā izmantot lietojumprogrammu: tas pārsniedz kosmosa un automobiļu ražošanu, lai iekļautu tādas nozares kā enerģija, elektronika un būvniecība. Piemēram, 3D drukāšana var izgatavot sarežģītas strukturālas detaļas, kas kodolreaktora uzturēšanai var rīkoties ar augstu temperatūru un starojumu uz vietas. 5G bāzes staciju celtniecībai 3D drukāšanu var pielāgot, lai padarītu siltuma izkliedes moduļus ar ļoti lielu precizitāti.
Inovācijas biznesa modeļos: tagad ir jaunas pieejas, ieskaitot mākoņu ražošanas platformas, norēķinus, kuru pamatā ir drukas apjoms, un aprīkojuma nomu. Piemēram, uzņēmums ir uzsācis "3D drukas - kā - A - pakalpojuma" (3DPAAS) platformu, kas dažās vietās saista dizaina resursus no visas pasaules ar ražošanas mezgliem. Lietotāji var augšupielādēt savas vajadzības, izmantojot lietotni, un saņemt visu nepieciešamo palīdzību, sākot no dizaina līdz piegādei.
Pilna standarta sistēma: Ķīna ir parādījusi ceļu, lai izveidotu vairākus pasaules standartus tādām lietām kā materiāli un aprīkojuma veiktspēja. Tas ir palīdzējis nozarei augt standartizētā veidā. Piemēram, lidojumderīguma sertifikācijas gadījumu pieaugums piedevu ražošanai aviācijas un kosmosa nozarē ir liels solis uz priekšu tehnoloģijā, kas palielinās produktivitāti uzņēmuma centrā.