Hvordan anvender man Directed Energy Deposition (DED) teknologi til reparation af skimmelsvampe?

一, Princippet om DED-teknologi er den præcise teknik til styring af smeltebassinet.
DED-teknologien bruger høj-energistråler (laser, elektronstråle eller bue) til at smelte metalpulver eller tråd på samme tid og stable dem lag for lag for at lave en tre-dimensionel form. De vigtigste fordele ved det er:
Præcis temperaturkontrol: Lasereffekten, scanningshastigheden og pulvertilførselsvolumen kan alle ændres dynamisk for at få den nøjagtige størrelse af smeltebassinet. For eksempel har Nanjing Enigmas CMT Advanced multi-laser koaksiale kompositsystem seks lasermoduler, der kan styres separat. Den bruger rødblå laserkompositteknologi til at få høj-reaktive materialer som kobber og aluminium til at absorbere tre gange hurtigere end traditionelle metoder, samtidig med at den varmepåvirkede zone holdes inden for 0,5 mm.
Tilpasningsevne til flere materialer: Understøtter aflejring af mere end 300 forskellige typer metaller, såsom titanlegeringer, nikkel-baserede høj-temperaturlegeringer og formstål. Ved hjælp af DED-teknologi var Relativity Space, en amerikansk-baseret virksomhed, i stand til at reparere raketmotorblade bestående af 316L rustfrit stål. Problemet med revnedannelse under varmebehandling blev løst ved at dække dem med kobolt-baseret legeringspulver. Reparationslaget var HRC48 hårdt, og det var 15 % bedre ved høje temperaturer end underlaget.
Fremstilling af gradientmateriale: Ved at ændre forholdet mellem pulversammensætningen i realtid er det muligt kontinuerligt at deponere funktionelt sorterede materialer (FGM). Hyde Laser Services producerede en værktøjsstål kobberkompositform til atomkraftindustrien. Den har en sandwichstruktur med et Ampcolo 940-substrat, et Monel 400-overgangslag og et P21-støbningslag. Dette gør køling 40 % mere effektiv og reducerer cyklustiden med 30 %.
2, Hovedproblemer med skimmelreparation og DED-løsninger
1. Fastsættelse af en termisk træthedsrevne
Trykstøbeforme vil sandsynligvis udvikle mikrorevner, når de gennemgår gentagne opvarmnings- og afkølingscyklusser. Høj varmetilførsel ved traditionel argonbuesvejsning får typisk revner til at sprede sig. DED-teknologi får nøjagtige reparationer ved at bruge følgende nye ideer:
Cold Metal Transition (CMT)-processen er som følger: Nanjing Enigmas CMT Advanced-system bruger buekort-kredsløbsovergangskontrolteknologi til at reducere mængden af ​​varme, der går til MIG-svejsning, med to-tredjedele. Ved fastgørelse af husets form til bilens gearkasse blev en 0,3 mm tynd-vægstruktur aflejret uden nogen revner, og reparationslaget og underlaget blev bundet sammen med en metallurgisk styrke på 420 MPa.
Elektronstrålefri formning (EB-DED): Elektronstråler kan fiksere aktive metaller som titanlegeringer uden oxidation i et vakuum. Ved fastgørelse af en flymotorvinge gjorde EB-DED-teknologien kornstørrelsen af ​​det nikkel-baserede høj-legeringslag finere til ASTM-niveau 8. Dette gjorde høj-temperaturudholdenheden 25 % stærkere.
2. Fastsættelse af et kompliceret hulrum
For at fiksere den konforme kølevandskanalform skal den originale strømningskanalstruktur bevares. DED-teknologiens evne til at forbinde mange akser sammen viser nogle unikke fordele:
Fem-akseforbindelsesafsætning: Optomec LENS 750-systemet har et vippeligt roterende arbejdsbord, der kan fiksere blinde vinkler i formhulrummet i 360 grader. I et projekt for at fikse skalformen på et husholdningsapparat blev en 2 mm diameter spiralkølekanal effektivt fikseret ved hjælp af topologioptimeringsvejplanlægning. Formens levetid blev forlænget med 40 % efter reparationen, og produktkvalifikationsgraden steg til 98,5 %.
Teknologi til in situ reparation: LASERTEC 65 3D hybrid værktøjsmaskinen fra DMG Mori kombinerer DED additive og fræsende subtraktive funktioner. Det betyder, at den kan lave reparationer uden at skille formen ad. Når du fikserer forme til dørhåndtag til biler, er det seks gange hurtigere at få en 0,1 mm præcis overfladereparation end at bruge typiske wire skæremetoder.
3. Genoprettelse af størrelse og forbedring af ydeevne
For at fikse sliddet på store forme skal du finde en balance mellem dimensionsnøjagtighed og mekaniske kvaliteter. DED-teknologiens lagdelte sedimenteringstilgang tilbyder banebrydende-løsninger:
Ved at bruge 0,25-0,5 mm lagtykkelse lag-for-lag-stabling og real-closed-loop-kontrol, kan næsten netdannende fremstilling holde dimensionspræcision inden for ± 0,05 mm. Ved fastgørelse af en 10.000 tons hydraulisk pressesøjle blev DED-teknologien brugt til at genoprette en cylindrisk overflade med en diameter på 1,2m. Hårdhedsensartetheden (HV) fluktuationen af ​​reparationslaget var mindre end 5 %, hvilket var tre gange større end den typiske svejseprocedure.
Tilføjelse af 0,5 % nano TiC-partikler til H13 formstålpulver og brug af DED's hurtige størkningsegenskaber til at lave en fin og spredt-carbidfordeling kaldes "nano-partikelforstærkning". Den restaurerede form er nu dobbelt så modstandsdygtig over for termisk slid og kan håndtere mere end 100.000 injektionscyklusser.
3, Eksempler på, hvordan industrien fungerer, og hvordan den kan hjælpe økonomien
1. Rumfartsområdet
Et firma, der fremstiller flymotorer, bruger DED-teknologi til at fikse tappsektionen af ​​turbineblade. Omkostningerne ved at udskifte nye dele er faldet fra 800.000 yuan til 120.000 yuan, og den tid, det tager at udføre reparationen, er faldet fra 45 dage til 7 dage. Den restaurerede klinge gennemgik 5000 test ved en høj temperatur på 1000 grader uden at revner spredte sig.
2. Teslas anlæg i Shanghai bruger DED-teknologi til at reparere enorme-støbeforme i bilproduktionsindustrien. Dette genopretter dimensionspræcisionen ved at afsætte aluminiumssiliciumlegering. Én reparation sparer 2 millioner yuan i udgifter til udskiftning af forme og reducerer produktionsnedetiden med 90 %. Den faste form lavede 100.000 Model Y-bagdæksler uden at stoppe, og produktets dimensionsstabilitet (CPK-værdi) holdt sig over 1,67.
3. Område for energiudstyr
China National Nuclear Corporation anvender DED-teknologi til at fikse varmeoverførselsrørene i atomkraftanlægs dampturbiner. Tilføjelse af 316L rustfrit stål tilbage til rørvæggen genopretter dens tykkelse. Reparationslaget er 20 % mere modstandsdygtigt over for korrosion end underlaget (ASTM G28-test).. 15 millioner yuan spares hvert år på vedligeholdelse af en enhed.