全国服务热线:4006-825-828

解析3D打印技术在大型铸锻件领域应用

日期:2020-07-21 22:02 

  的利用及商讨要紧 会合正在航空航天、电子、医疗等周密零件的加工和修复范围 ,而正在以铁基金属为主的大型铸锻件范围上的利用还很少。大型铸锻件产物,如火电主轴、核电封头、水轮机叶片等的重量动辄几十上百吨,而以目前的金属手艺均匀1kg/h的加工速率以及每公斤上千元的原料本钱预备,采用大型铸锻件整个3D打印手艺实行大型铸锻件的修制无法告竣。然而,这并不是说3D打印手艺不行正在大型铸锻件范围获得广博的利用。

  只消利用妥贴,3D打印手艺也能够像锻制、锻制以及焊接一律,成为大型铸锻件修制中不成短缺的要紧临盆工艺,而且正在大型铸锻件行业的手艺立异、降本增效、质料晋升进程中施展要紧效用。本文通过参考现在金属及非金属3D打印手艺正在其他范围得到的商讨效率, 对将来3D打印手艺正在以铁基金属为主的大型铸锻件范围的利用宗旨实行了明白,从而为大型铸锻件行业的生长供给鉴戒。

  3D打印钛合金大型整个主承力组织件等大型零件的金属原料的本能能够到达或靠近锻件程度。3D打印手艺修复涡扇动员机叶片手艺实 现了3D打印与零件基体连结区域的本能到达了零件的哀求。与古板的焊接比拟,金属3D打印修复具有以下特质:

  以AP1000核电主管道为例,计划哀求采用超低碳控氮不锈钢整个锻制,锻件临盆的要紧难点是两个管嘴的成形,锻件原料欺骗率正在15%以下。受3D打印手艺修复涡扇动员机叶片的发动,核电主管道的成形能够简化为锻制或挤压不锈钢管+3D打印管嘴成形,该步骤不妨极大的下降核电主管道的临盆难度及本钱。

  相像核电主管道及众管嘴封甲等具有限制难成形特质的大型锻件都能够采用锻件主体+3D打印限制的办法成形, 该步骤将正在保障锻件整个质料的景况下大大下降锻件的临盆难度、本钱和周期。此外,还可将大型锻件限制3D打印成形的思绪拓展到大型零件3D打印拼焊手艺。假使3D打印区域以及3D打印区域与基体连结区域的金属原料本能都能到达锻件哀求,这就预示着将来齐全能够采用3D打印拼焊锻件代庖整个大锻件。

  大型锻件外外及内部的超标缺陷、因为缺料变成的锻件加工余量亏折等质料题目,都能够导致锻件的整个报废, 变成宏壮的经济失掉和能源糜掷。因为焊接机闭的本能低于锻件机闭,所以锻件凡是阻挡许补焊, 而金属3D打印手艺的产生却能调动这一近况。目前,金属3D打印的某些原料本能一经不妨到达锻件程度,假使3D打印机闭与锻件基体的连结能到达锻件哀求,就能够采用3D打印手艺限制修补大型锻件的缺陷区域,从而升高锻件及格率。将来,跟着3D打印手艺的升高,相像大型铸件容许补焊一律,大型锻件也容许3D打印修复,这对付大型锻件临盆工艺将是革命性的打破。

  发电机转子、水轮机叶片、船用曲轴等大型零件正在操纵进程中会产生限制裂纹、磨损及变形等失效题目,古板的补焊步骤须要通过机加工→预热→焊接→机加工→热惩罚等流程才调修复。修复就业须要正在大型专业装备前进行,然而修复区域本能低于零件原机闭,填充了维修本钱、维修周期,维修后果也不睬念。而采用机械人与3D打印手艺相连结组成的便携式可转移金属3D打印装备能调动这一近况,告竣大型零件的现场修复,乃至正在线D打印手艺修复大型零件的简直操作步伐是:

  金属3D打印手艺的一个要紧生长宗旨即是 众原料以及渐变原料的3D打印成形,该范围的商讨效率能够正在大型零件,万分是正在组织丰富或效用丰富零件的外外惩罚上获得利用。比拟于电镀、热喷涂以及化学气相重积等古板的金属外外惩罚办法,金属3D打印手艺被看作是激光涂覆工艺的延长,具有连结层安稳、涂层厚度大且可控、数字化左右、原料规模广等上风,万分是正在大型零件的限制改性和加强方面上风显明。

  依照目前金属3D打印手艺的生长景况,以 上商讨宗旨正在手艺上都有很大的可行性,并且很众手艺已正在小型零件上获得利用。为了使金属3D打印手艺正在大型铸锻件范围早日获得利用,现在应正在以下几个方面实行重心商讨:

  (1)原料方面。相对付钛合金及高温合金,大型铸锻件操纵的铁基合金较为浅易,闭节是原料本钱的左右。

  (2)装备方面。目前3D打印装备的就业台面尺寸及承重有限,无法餍足大型铸锻件限制加工哀求,将来须要开拓特别生动便捷的加工装备。

  (3)体系方面。3D打印修制及修复须要三维反求、修模、二维旅途转化等操作,而大型铸锻件众为单件小批量临盆,缺陷产生随机性大,所以将来须要对相应软件及操作实行集成,从而升高临盆功效。

  (4)工艺方面。无间优化金属3D打印工艺参数,使其更好适宜大型铸锻件的出格哀求,防卫开裂、变形以及零落等缺陷的形成。

  (5)本能方面。为了使3D打印手艺正在核电、火电以及大型压力容器等大型零件上获得良久利用,相像良久蠕变、低周疲顿等原料本原测验数据须要历久积蓄。

  (6)准则题目。差异于小型零件,太平临盆是大型铸锻件修复及修制的重心,而各类临盆和质料准则的缺失是3D打印手艺正在该范围生长的要紧瓶颈,准则的同意也须要较长的年光。