Hvad er rollen som metal 3D -udskrivning i industriel ovn og kedelreparation?

1. Reparation af komplekse strukturer: At gå ud over de fysiske begrænsninger ved traditionelt håndværk
Høj - temperaturkorrosion, termisk stresscykling eller mekanisk slid kan forårsage lokale fejl i hoveddelene af industrielle ovne og kedler, såsom forbrændingskamre, varmeudvekslingsrør og rist. Svejsning og sprøjtning er traditionelle reparationsmetoder, der er begrænset af den måde, de arbejder på, og er svære at bruge på komplekse geometrier som tynde - Walled Structures, interne flowkanaler eller ujævne overflader. For eksempel har Boiler Superheater Header brug for 56 præcise damphuller til at arbejde. I traditionel sandstøbning skal kernen placeres, men det smeltede jern ved høje temperaturer kan bevæge kernen, hvilket får hulpositionen til at bevæge sig for meget. Derefter er der behov for korrektion af håndboring, som koster en masse penge og tager meget tid.
Digital modellering og lag - af - Lagstabling Produktion har helt løst denne udfordring med metal 3D -udskrivningsteknologi. Boro Casting Company brugte 3D Sand Printing Technology til at skære den tid, det tog at sammensætte formen til superheater -header fra 14 timer til 3,5 timer på Tyseley Steam Locomotive Repair Project i Storbritannien. Dette sparede 67% af udgifterne. Det var også muligt at lave 56 damphuller på én gang uden ekstra arbejde. Denne sag viser, at 3D -udskrivning nøjagtigt kan placere komplicerede kerner, slippe af med kvalitetsproblemer, der kommer fra kernebevægelse i ældre procedurer, og reducere energiforbruget med 30% på steder, der ikke bærer vægt ved hjælp af topologioptimeringsdesign, mens du stadig sørger for styrke.

2. Tilpasning af materialers ydeevne: At imødekomme reparationsbehovene for meget barske arbejdsforhold
Industrial furnaces and boilers work in very difficult conditions, and their parts have to be able to handle a lot of stress, like high temperatures (>1000 °C), high pressures (>10MPa), oxidation og korrosion. Nikkel - baseret og kobolt- Baserede legeringer er eksempler på traditionelle reparationsmaterialer, der er stabile ved høje temperaturer. Det er dog svært at finde en balance mellem deres mange kvaliteter, såsom slidstyrke og termisk stødmodstand. Metal 3D -udskrivning kan præcist tilpasse egenskaberne ved materialer ved at ændre den måde, pulveret fremstilles og kontrollere procesparametrene.
For eksempel, når du fikserer flysmotor -turbineblade, in718 nikkel - baseret legeringspulver fremstillet af platin -teknologiselskabet ved at kontrollere pulverpartikelstørrelsesfordelingen (d 50=45 μ m) og iltindhold (<50ppm), along with selective laser melting (SLM) technology, achieves a persistent strength of ≥ 900MPa at a high temperature of 650 ℃, meeting the extreme working conditions requirements of aircraft engines. Xi'an Jiaotong University developed the WC Co hard alloy composite powder for use in boilers. It is printed on the cutting teeth of a tunnelling machine using laser selective sintering (SLS) technology. It has a hardness of HRC68, is three times more resistant to wear than traditional forged parts, and can last up to 12 months. This kind of material innovation shows that 3D printing may improve the composition and microstructure of materials in a specific way dependent on the specific working conditions of the area being repaired, like temperature gradient and stress distribution. This is called "on-demand repair."
3. digitalisering af hele processen: Genopbygning og fastgørelse af branchens effektivitetsmodel
Den gamle måde at løse ting på tager mere end 10 trin, såsom at finde problemet, få reservedele, bearbejdning og varmebehandling. Det tager flere måneder og er baseret på menneskelig erfaring, hvilket fører til store ændringer i kvalitet. Den "digitale Twin+Intelligent Manufacturing" -tilstand for metal 3D -udskrivningsteknologi fremskynder reparationsproceduren til mindre end 72 timer og gør det muligt at følge hele processen.
Reparationsprocessen kan opdeles i fire trin:
Intelligent detektion: Den syge Ranger3 High - Speed ​​3D -kamerascanner komponenter med en billedhastighed på 46 kHz med en nøjagtighed på 0,02 mm. Det finder automatisk størrelsen og placeringen af ​​defekter som revner og slid.
Omvendt modellering: Brug af geomagisk design X -software til at omdanne cloud -data til CAD -modeller, der kan ændres sammen med topologioptimeringsteknikker til at bruge mindre materiale, mens den stadig er stærk;
Additivfremstilling: Ved hjælp af SLM- eller Electrons Beam Melting (EBM) -teknologi udskrives reparationslag baseret på modelskæringsdata. Tykkelsen af ​​hvert lag kan reguleres mellem 20 og 50 μm, hvilket muliggør mikrometer - -størrelseskontrol.
Post - behandling: Hot isostatisk presning (hofte) slipper af med indre porer og hæver densiteten til 99,95%. Derefter udføres overfladepolering for at opfylde monteringsnøjagtighedsstandarder.
Da Rolls Royce brugte denne teknik til at fikse reservedele til flymotorer, skar det den globale lagerværdi fra $ 4,2 milliarder til 1,8 milliarder dollars og skar den tid, det tog for kundernes fly at være tilbage i luften fra 72 timer til 8 timer. Dette sparede flyselskabet mere end $ 500 millioner om året i driftsomkostninger.