วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีของชิ้นส่วนอุปกรณ์อุตสาหกรรมผ่านการพิมพ์ 3 มิติ?

一ทำงานร่วมกันในประเด็นทางเทคนิค: การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีและตรรกะด้านล่างของการพิมพ์ 3 มิติ
1. การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี: คณิตศาสตร์ - การปฏิวัติอิงในวัสดุ
การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (FEA) และอัลกอริทึมการเพิ่มประสิทธิภาพทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาวิธีที่ดีที่สุดในการแจกจ่ายวัสดุภายใต้เงื่อนไขการโหลดและข้อ จำกัด บางประการ สิ่งนี้เรียกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี ที่แกนกลางของมันมันแบ่งพื้นที่การออกแบบออกเป็นส่วนประกอบที่ จำกัด ลบวัสดุออกจากตำแหน่งความเครียดต่ำ - ผ่านการคำนวณซ้ำ ๆ ทำให้สูง - โหลด - ชิ้นส่วนแบริ่งและในที่สุดก็ทำให้โครงสร้างทางชีวภาพ ตัวอย่างเช่นโทโพโลยี - ที่ได้รับการปรับแต่ง 3D Titanium Alloy Bracket สำหรับ Airbus A320 ลดน้ำหนัก 45% และยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน 30% แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมการบิน
2. 3 d การพิมพ์: วิธีเปลี่ยนโมเดลดิจิตอลให้เป็นชิ้นส่วนจริง
ด้วยการซ้อนวัสดุที่อยู่ด้านบนของกันและกันเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนได้โดยตรง ซึ่งหมายความว่าการผลิตแบบลบแบบดั้งเดิมไม่ต้องการแม่พิมพ์และเครื่องมือตัดอีกต่อไป ตัวอย่างเช่นการคัดเลือกเลเซอร์ที่เลือก (SLM) สามารถบรรลุความหนาแน่นของพลังงาน 10 ⁶ w/cm ²ซึ่งเพียงพอที่จะละลายวัสดุที่ยากที่จะผลิตโลหะผสมไทเทเนียมและนิกเกิล -} เป็นไปได้ที่จะรับประกันกระบวนการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีโดยรักษาความหนาของชั้นภายใน 20-50 μm Platinum blt - อุปกรณ์ A320 พิมพ์แท่นวางนาฬิกาจักรยานที่มีน้ำหนักมากเพียง 12 กรัม (เหมือนกับสองอัน - เหรียญหยวน) เพราะการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี นอกจากนี้ยังผ่านการทดสอบการสั่นสะเทือน 100,000 ครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นโครงสร้างที่มีโครงสร้าง
2, ใช้ในอุตสาหกรรม: การรุกเต็มรูปแบบจากการตั้งค่าที่รุนแรงไปจนถึงสถานการณ์ประจำวัน
1. การบินและอวกาศ: เกมที่ดีที่สุดสำหรับการลดน้ำหนักและดีขึ้น
พื้นที่ RUAG ได้ลดน้ำหนักของวงเล็บเสาอากาศ 60% และเพิ่มความถี่พื้นฐานจาก 120Hz เป็น 185Hz โดยใช้การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีและเทคโนโลยี DMLS สิ่งนี้ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการสั่นสะเทือน - อย่างมากในด้านการผลิตดาวเทียม ส่วนนี้น่าประทับใจยิ่งขึ้นเพราะมันรวมสายไฟสายไฟ, สะท้อนแสงและส่วนประกอบโครงสร้างเป็นหนึ่งหน่วยลดเวลาประกอบลง 30% China Aviation Industry Corporation (AECC) ได้สร้างเครื่องยนต์ Turbojet ขนาดเล็กโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีได้รวมองค์ประกอบ 17 องค์ประกอบเข้าด้วยกันเป็น 1 ซึ่งเพิ่มแรงขับ - เป็น - อัตราส่วนน้ำหนัก 25% และเติมช่องว่างในภาคที่เกี่ยวข้องในประเทศจีน
2. อุปกรณ์พลังงาน: วัสดุใหม่ที่สามารถทำงานได้ในสภาพที่รุนแรงมาก
Westinghouse Electric มีเทคโนโลยี EBM เพื่อพิมพ์ท่อโลหะผสมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทังสเตนในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีสร้างโครงสร้างรูขุมขนไล่ระดับสีที่ทำให้โครงสร้างมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง 1,000 องศา สิ่งนี้ช่วยแก้ปัญหาของการหุ้มด้วยอัลลอยเซอร์โคเนียมทั่วไปได้อย่างง่ายดายในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ Vestas ได้สร้างใหม่ให้กับผู้ให้บริการดาวเคราะห์ Gearbox ในพื้นที่พลังงานลมโดยใช้การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี พวกเขาใช้ชิ้นส่วนอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่พิมพ์ออกมา SLM เพื่อให้เบากว่าการถูกตีบและเทคโนโลยีการเสริมความแข็งแรงของตาข่าย 35% เพื่อให้นานขึ้น 10 รอบนานกว่า
3. การปลูกถ่ายทางการแพทย์: การพัฒนาสองครั้งในการปรับเปลี่ยนส่วนบุคคลและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
ทีมอิสราเอลสร้าง 3D - นั่งร้านกระดูกโลหะผสมไทเทเนียมที่พิมพ์ด้วยความพรุนที่ 75% ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีและมีคุณสมบัติเชิงกลที่ตรงกับกระดูก trabecular ของมนุษย์ 98% Johnson & Johnson ใช้เทคโนโลยี DMLS ในการพิมพ์ข้อต่อสะโพกที่มีรูพรุนที่มีความขรุขระพื้นผิวของ RA น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 μm สิ่งนี้ทำให้กระดูกรวมเร็วขึ้น 40% หลังการผ่าตัดมากกว่าการปลูกถ่ายมาตรฐานและลดเวลาพักฟื้นสำหรับผู้ป่วย 50%
3, Path to emplementation: การควบคุมอย่างเต็มที่เกี่ยวกับกระบวนการตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก
1. การออกแบบดิจิทัลในวงปิด
การจำลองของสาขากายภาพหลายแห่ง: เราใช้ Altair Optistruct หรือการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีของ ANSYS สำหรับการวิเคราะห์การมีเพศสัมพันธ์แบบคงที่แบบไดนามิกและเทอร์โมไดนามิกเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบจะทำงานได้ดีในสถานการณ์ที่หลากหลาย
การออกแบบที่ทำสิ่งต่าง ๆ : ระบบ AI เช่น Ntopology หรือ Autodesk Fusion 360 สร้างโครงสร้างโทโพโลยีหลายแบบโดยอัตโนมัติและปรับให้เหมาะสมสำหรับเป้าหมายมากมายโดยคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ เช่นต้นทุนและวงจรการผลิต
การตรวจสอบความเข้ากันได้กับการพิมพ์: ใช้ซอฟต์แวร์ Magics หรือ NetFabb เพื่อสร้างโครงสร้างการสนับสนุนเส้นทางการแบ่งแบบการออกแบบและจำลองการพิมพ์เพื่อค้นหาปัจจัยสำคัญเช่นความเครียดที่เหลือและการเสียรูป
2. การปรับปรุงพารามิเตอร์กระบวนการ
การเลือกวัสดุ: เลือกวัสดุการพิมพ์ที่เหมาะสมกับชิ้นส่วนตามวิธีการทำงานที่ดีเพียงใด ตัวอย่างเช่น TI6AL4V เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างในเครื่องบิน TA15 โลหะผสมไทเทเนียมใช้สำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์และ Inconel 718 นิกเกิล - โลหะผสมที่ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องทำงานที่อุณหภูมิสูง
การควบคุมความหนาแน่นของพลังงาน: เพื่อให้รูปร่างสระว่ายน้ำละลายดีขึ้นและมีรูพรุนน้อยกว่าพลังงานเลเซอร์ (100–1000W) ความเร็วในการสแกน (500–2000 มม./วินาที) และความหนาของชั้น (20–100 μm) ตัวอย่างเช่นอุปกรณ์แพลตตินัม blt - อุปกรณ์ S400 ใช้เทคโนโลยีโฟกัสแบบไดนามิกเพื่อทำการพิมพ์อลูมิเนียมอัลลอยด์ 99.9% หนาแน่นขึ้น
เทคโนโลยีสำหรับการโพสต์ - การประมวลผล: การกด isostatic hot (HIP) จะกำจัดข้อบกพร่องภายในวัสดุและการรักษาพื้นผิวเช่นการพ่นทรายและการขัดด้วยไฟฟ้าทำให้มันแข็งแรงขึ้นเมื่อเทียบกับความเหนื่อยล้า
3. เทคนิคการตรวจสอบคุณภาพ
การดูออนไลน์: ใช้กล้องความเร็วสูง - และอิมเมจความร้อนอินฟราเรดเพื่อจับตาดูอุณหภูมิของสระที่หลอมเหลวและความสม่ำเสมอของผงที่แพร่กระจายในเวลาจริง จากนั้นใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อส่งคำเตือนข้อบกพร่อง
ไม่ใช่ - การทดสอบการทำลายล้าง: ใช้การสแกน CT อุตสาหกรรมเพื่อค้นหาการแตกหักและรูขุมขนภายในสิ่งต่าง ๆ และเทคโนโลยี DIC (ความสัมพันธ์ของภาพดิจิตอล) เพื่อวัดการกระจายความเครียดของชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมา
การรับรองมาตรฐาน: ปฏิบัติตามมาตรฐานสากลเช่น ASTM F3184 (สำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์) และ ISO/ASTM 52900 (สำหรับการพิมพ์โลหะทั่วไป) เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ของคุณเป็นไปตามมาตรฐาน