Kan metal 3D -udskrivning opnå letvægtning af dele i støbeindustrien?

1. et stort skridt fremad inden for teknologi: går fra "subtraktiv fremstilling" til "additiv tænkning"
Designfriheden for traditionelle støbningsprocesser er begrænset af faktorer som skilleoverflader og udkast til vinkler. Dette er grunden til, at dele strukturer ofte har et "solidt" aspekt. For eksempel skal cylinderblokken på en bilmotor have tykkere vægge for at gøre den stærkere, men dette gør det også tungere. Metal 3D -udskrivningsteknologi kan fremstille genstande med komplicerede interne strukturer ved at smelte metalpulvere lag for lag. Dette kaldes "på - efterspørgselsformning."
Design til topologioptimering:Metal 3D -udskrivningKan gøre lette strukturer som honningkage og gitterdesign ved hjælp af simuleringssoftware til at vise, hvordan delene vil bevæge sig. For eksempel har et firma lavet en høj - entropi -legering til 3D -udskrivning, der er 200% mere modstandsdygtig over for oxidation end standard nikkel - baseret legeringer ved en høj temperatur på 600 grad. Topologyoptimering har gjort flyets motorblade på flyet 30% lettere og 15% stærkere på samme tid.
Biomimetiske strukturelle applikationer: Letvægtsdesign er baseret på naturlige strukturer som knogler og honningkager. Et bestemt forskerteam skabte et Bionic Knee Joint -modul, der bruger en 0,12 mm titanlegeringsnetstruktur. Deepseek -algoritmen optimerer stressfordelingen i realtid, der fordobler levetiden sammenlignet med traditionelle CNC -bearbejdede dele og skærer vægten med 60%.
Integration af interne kanaler: Metal 3D -udskrivning gør det muligt direkte at fremstille komplicerede strukturer som smørekanaler og konform kølekanaler. Et bestemt bilfirma anvender 3D -trykte sandforme til at fremstille prototyper af kommercielt kortvand - afkølede motoriske huse. Det interne spiralstrømningskanaldesign har øget effektiviteten af ​​varmeafledning med 40%. Vægten er faldet fra 12 kg til 8 kg, hvilket er et fald på 33%.
2. Hvornår skal man bruge det: Fra dyre værktøjer til de ting, som folk har brug for for at overleve
Metal 3D Printing's lille vægt har spredt sig til mange brancher, og dens anvendelser vokser fra høje - slutfelter som luftfart og bilproduktion til forbrugerelektronik, medicinske gadgets og andre aspekter af dagligdagen.
Luftfart: Hver kilogram mindre vægt på et fly kan spare titusinder af yuan i brændstofudgifter hvert år. Ved at lægge 3D -trykte sikkerhedssele -spænder med honningkage -slots, har et specifikt selskab lavet et enkelt plan 5 kg lettere og sparet mere end 10.000 yuan om året på brændstofomkostninger. Derudover har letvægtsdesign gjort flyet 8% til 12% lettere ved hjælp af 3D -udskrivning til at fremstille titaniumlegeringsmotorbeslag, aluminiumslegeringskabinedør hængsler og andre dele.
Køretøjer, der bruger ny energi: Drivende rækkevidde påvirkes direkte af at fremstille basale dele som batteripakker og motoriske kabinetter lettere. Et specifikt nyt energikøretøjsfirma er begyndt at bruge 3d - trykt sandforme til at fremstille prototyper af kommercielt kortvand - afkølede motoriske huse. Dette reducerer fremstillingstiden fra 60 dage til 10 dage og priserne med mere end 80%. På samme tid har optimering af den interne strømningskanal sænket motorens temperatur med 15 grader og øget køreområdet med 5%.
Enheder til sundhedsvæsen: Personlige implantater er nødt til at finde en balance mellem at være biokompatible og lette. Et medicinsk firma anvender 3D -udskrivning for at fremstille titanlegerings hofteled. Lattice Structure Design sænker vægten fra den sædvanlige 200 g til 120 g og holder porøsiteten mellem 60% og 80%. Dette hjælper knoglerceller med at vokse og skærer patientens rekreationstid efter operation med 30%.
3. Normal sag: En nyttig sti fra laboratoriet til fabrikken
Udskiftning af smedning til støbning i bilkabler
Forging -teknologi er vidt brugt til at fremstille traditionelle bilchassisbeslag, men de anvender kun omkring 40% af materialet og skal behandles mange gange. Et firma anvendte 3D-udskrivningsteknologi og topologioptimeringsdesign til at fremstille QT800-5-beslaget af duktilt jern. Dette gjorde det 40% lettere og gik fra 15 kg til 9 kg, mens det stadig var stærkt. Bench Road -tests har vist, at denne beslag fungerer. Da det blev brugt til at erstatte standard smedte ståldele, faldt vægten af ​​et enkelt køretøj med 27,4 kg, og omkostningerne ved materialerne faldt med 174,8 Yuan.
Form synergi af knivene på en flysmotor
Motorblade til fly skal være i stand til at håndtere høje temperaturer, høje tryk og høje - frekvensvibrationer. Det er svært at regulere kornforfining og præstationsuniformitet med typiske støbningsmetoder. Et firma anvender SLM -teknologi til at fremstille klinger af nikkel - -baserede legeringer. Ved at dirigere retningen af ​​korndannelse ved hjælp af den retningsbestemte energiaflejringsteknik stiger styrken mod træthed med 25%. Livslivet er også tre gange længere end typiske klinger, og driftstemperaturen sænkes med 50 grader Celsius gennem konstruktion af interne kølekanaler.
"Miniaturiserings gennembrud" til humanoidrobotfuger
Humanoide robotter har brug for samlinger, der er meget lette og meget præcise. Et firma viste verdens første metal 3D -trykte optiske baserede seks Axes Force Sensor, som inkluderer en fingerspidssensor, der kun er 8,5 mm bred og 7 mm tyk. Ved at kombinere den interne gitterstruktur med kredsløbet sørger det for, at signaler sendes pålideligt og skærer vægten ned til en tredjedel af, hvad typiske systemer gør. Det er blevet brugt med succes til at fornemme kraften på robotfingerspidserne.