Comment réaliser le moulage intégré des pièces de pipeline par l'impression 3D métallique?

一, le principe technique est de construire des choses numériquement de la poudre à la pipeline.
Pour faire un objet solide en trois dimensions, l'impression en métal 3D utilise des faisceaux d'énergie élevés - (poutre laser ou électronique) pour faire fondre la poudre métallique et l'empiler les unes sur les autres. Par exemple, les principales étapes du processus sélectif de fusion laser (SLM) sont
Modélisation et coupe 3D: Importez le modèle CAO des pièces de pipeline dans le logiciel de tranchage. Ensuite, créez des données d'épaisseur de couche qui varient de 0,02 à 0,1 mm et planifiez le chemin du scan laser.
Revêtement en poudre et fusion au laser: La machine à revêtement en poudre répand uniformément la poudre métallique sur le sable tout en étant protégée par le gaz inerte. Le faisceau laser d'énergie élevé - - fait puis étouffe sélectivement la poudre le long du chemin pour créer une seule section - Couche -.
Couche par empilement de calques et conception pour le support: L'établissement descend en couches, répétant le processus de pose de poudre et de la fonte. L'ajout de structures de support solubles crée les pièces en suspension, ce qui conduit finalement à la création de composants de pipelines entiers.
Cette technique peut gérer des matériaux comme l'acier inoxydable, les alliages de titane, les alliages à base de nickel - et d'autres, et il peut satisfaire les besoins de diverses circonstances de travail pour une résistance à la corrosion, une résistance à haute température et une résistance. Par exemple, Cangzhou Longtaidi Pipeline Technology Co., Ltd. utilise la technologie de soudage d'impression 3D pour faire fondre un alliage à base de nickel de 3 mm d'épaisseur - à l'intérieur des tuyaux en acier en carbone. Cela fait des tuyaux composites bimétalliques qui peuvent gérer la haute pression et la corrosion, qui sont utilisés dans l'extraction pétrolière et gazière.
2, avantage principal: surmonter les quatre principaux problèmes avec l'artisanat conventionnel
1. Degrés de liberté géométrique: construction exacte de formes compliquées
La disponibilité des outils et la conception des moisissures limitent les méthodes traditionnelles, ce qui rend difficile la fabrication de pipelines complexes avec des courbes pointues à différents angles, des spirales spatiales et des sections - qui ne sont pas droites. De plus, l'impression en métal 3D peut faire:
Concevoir des canaux d'écoulement conformes: par exemple, une entreprise en pièces imprimées Nanjing pour les réacteurs chimiques qui disposaient de canaux de refroidissement en spirale intégrés. Ces canaux ont amélioré la transmission de chaleur de 40% et ont empêché la température de changer de plus de ± 2 degrés.
Actionner: Dans le passé, vous avez dû souder différents morceaux d'un système de pipeline. Maintenant, vous pouvez imprimer le tout. Un fabricant d'équipements médicaux a combiné 12 pièces distinctes en une en utilisant l'impression 3D de puces microfluidiques. Cela a réduit les fuites de 90% et réduit le temps nécessaire pour assembler les choses de 8 heures à 1 heure.
Structure légère: une structure en réseau faite avec une optimisation de topologie, ce qui le rend plus léger sans perdre de force. Le pipeline en alliage en titane aérospatial a un intercouche creux qui a été fabriqué avec l'impression 3D. Cela le rend 35% plus léger que les pièces forgées standard.
2. Efficacité de production: le temps nécessaire pour passer des semaines à des jours rapidement
La façon traditionnelle de fabriquer des pipelines comprend cinq étapes: "Conception de développement de moules Coulage / assemblage d'usinage de forge." Cette procédure peut prendre jusqu'à quatre à six semaines. Et l'impression en métal 3D accélère beaucoup le processus de livraison en utilisant une boucle fermée à trois - de "Traitement d'impression du modèle numérique - Traitement":
Itération rapide: Un certain fabricant de pièces automobiles a utilisé l'impression 3D pour fabriquer des collecteurs d'échappement et a terminé cinq cartouches d'optimisation de conception en trois jours. Cela a réduit la pression du dos d'échappement de 18% et a augmenté la puissance de 8%.
Petite économie par lots: Si vous avez besoin de moins de 500 pipelines personnalisés par an, l'impression 3D coûte 40% de moins par pièce que les méthodes traditionnelles, et vous n'avez pas à payer pour les moules.
Production à la demande: Grâce à l'impression 3D, une centrale nucléaire fabrique des tuyaux de refroidissement d'urgence sur le site -. Ce processus ne prend que 72 heures de la conception à l'installation, ce qui est 90% plus rapide que la période d'approvisionnement habituelle.
3.
Le taux d'utilisation des matériaux d'usinage typiques est généralement inférieur à 45%, tandis que la fabrication "additive" est la façon dont l'impression 3D est effectuée:
Contrôle correct de la poudre: L'inexactitude dans l'épaisseur de la couche de poudre peut être inférieure à 0,05 mm avec la technologie SLM, et le taux d'utilisation du matériau peut dépasser 85%. Par rapport aux méthodes de forgeage typiques, les tuyaux en acier inoxydable fabriqués par une certaine entreprise utilisent 62% moins de matières premières.
En utilisant du matériau de gradient: en utilisant de nombreuses buses pour imprimer ensemble, vous pouvez modifier les qualités du matériau sur la même partie. La chambre de combustion d'un moteur d'aviation spécifique est composée d'un alliage basé sur nickel - et d'une construction composite en céramique. Cela rend 200 degrés plus résistants aux températures élevées.
REATHICATION Barekamp: Unfait - La poudre liée peut être des dons de ville et redevient à nouveau. Un système fermé - de gestion de poudre de boucle a aidé une entreprise à réduire son taux de déchets de matériaux à moins de 5%.
4. Fiabilité de la qualité: de contrôler les choses en fonction de l'expertise à l'utilisation de données
Le processus d'impression 3D peut garder un œil sur des facteurs importants en temps réel pour s'assurer que la qualité reste la même:
Regarder la piscine fondue: caméras de vitesse élevées - et capteurs infrarouges capturent des données sur la température et la taille du pool fondu en temps réel. La puissance du laser et la vitesse de numérisation sont automatiquement ajustées. L'entreprise qui imprime les pièces du pipeline maintient la porosité à 0,1%, ce qui est la norme pour les pièces de qualité aérienne.
Détection en ligne: module de détection de défaut ultrasonique intégré qui peut trouver des défauts à l'intérieur de l'objet pendant son imprimé. Cette méthode a aidé un certain pipeline chimique à élever son taux de qualification de test destructeur non- de 92% à 99,5%.
Données suivantes: Chaque produit obtient sa propre carte d'identité numérique qui garde une trace de toutes les données de processus, y compris le lot de poudre, les paramètres d'impression et les technologies de traitement -. Cela répond aux normes de certification élevées comme ISO 13485.
3, cas d'utilisation: pratiques perturbatrices dans de nombreux domaines
1. Le secteur de l'énergie: la révolution légère des pipelines de pression élevées -
Les tuyaux composites bimétalliques à base d'impression 3D peuvent gérer beaucoup de pression - jusqu'à 140 MPA-30% de plus que les tuyaux en acier transparents réguliers. La conception de la structure creuse réduit également le poids de 40% et la charge sur les plates-formes de forage. Après avoir été utilisé dans un certain champ d'huile offshore, la production quotidienne d'un seul puits a augmenté de 15%, et les coûts de course et de maintenance ont baissé de 22%.
2. L'industrie chimique fait des pipelines résistants à la corrosion à l'ordre.
L'impression 3D peut faire des tuyaux Hastelloy C-276 qui peuvent gérer des acides et des bases solides. Ces tuyaux sont 100 fois plus résistants à la corrosion des ions du chlorure que en acier inoxydable 316L. Cette méthode a aidé une certaine entreprise chimique à prolonger la durée de vie du pipeline de soutien des réacteurs de 3 à 15 ans, réduisant le nombre de fois où elle doit être fermée et maintenue de 80%.
3. Dans le domaine médical, faire des pipelines personnalisés avec des mesures exactes
Le stent vasculaire en alliage titane imprimé 3D - peut être conçu pour s'adapter aux données CT du patient, avec une erreur de diamètre intérieur de pas plus de 0,05 mm. Cela résout le problème de "l'inadéquation de la taille" qui vient avec des stents ordinaires. Un exemple clinique a démontré que les stents personnalisés avaient un taux de resténose de 67% plus faible que les stents ordinaires. Le pourcentage de survie à 1 an de patients est également passé à 98%.