Kan metall 3D -utskrift ha fordeler i varmeredelingskomponenter som motoriske foringsrør?

一, Integrert støping av kompliserte strukturer: Å gå utover de fysiske grensene for eksisterende metoder
1. Forbedring av topologien til interne kanaler
Å lage varmeavlederdeler De gamle - Mote måten innebærer sveising eller mekanisk prosesserings finner, strømningskanaler og andre strukturer sammen. Dette kan forårsake vanskeligheter som høy termisk motstand og lekkasjer. Lag for lag fusjonsteknikk gjør det mulig for metall 3D -utskrift å umiddelbart lage integrert støping av kompliserte interne strømningskanaler. For eksempel har Conflux -teknologi i Australia laget en 3D - trykt varmeveksler for Formel 1 -racerbiler. Den har en spiralstrømningskanaldesign som øker varmeutvekslingsområdet med 300%, senker trykkfallet med 40%og blir kvitt risikoen for sveising av leddlekkasje med samme volum. Denne formen for design kan skape retningsbestemte strømningskanaler for de varme områdene med motoriske viklinger i påføring av motorisk foringsrør, som hjelper til med å bli kvitt varme på en presis måte.
2. veldig tynne vegger og rammer med mikrokanaler
Den minimale veggtykkelsen forMetall 3D -utskrifthar gått opp til mer enn 0,1 mm. Når det er parret med mikrokanals teknologi, kan dette øke hvor godt varmen beveger seg ut fra objektet. Nikkel - -basert legeringsvarmeveksler som det franske selskapet Temisth og det kinesiske selskapet Yijia 3D jobbet på sammen, har forbedret varmeoverføringseffektiviteten mellom superkritisk CO₂ og høy - konsentrasjonssaltløsning i sjøvannsavsaltingsprosessen med 25%. Dette ble gjort ved å kombinere 0,15 mm tynne finner og 0,5 mm mikrokanaler. Denne typen strukturer kan holde temperaturøkningen av strømenheter innen 5 grader under varmeavledningen av elektriske bilmotorkontrollere, som mer enn tredobler levetiden til enhetene.
3. Gitterstrukturen er lett.
Gitterstrukturen som topologioptimalisering gjør, kan gjøre ting mye lettere mens de ennå er sterke. Bolite laget et titanlegeringsspindelhus for et visst romfartsselskap som bruker en gradient gitterdesign. Denne designen passer ikke bare til behovet for momentbæring av 2000n · m, men det gjør også huset 25% lettere enn en standard design. Denne typen design kan senke treghetsmomentet og fremskynde motorens dynamiske respons med mer enn 15% når den brukes i et motorisk foringsrør.
2, Materiell ytelse og prosesssynergi: Å imøtekomme behovene til tøffe arbeidsforhold
1. Tilpasset bruk av materialer med høy termisk ledningsevne
Kobber- og kobberlegeringer er de beste materialene for å bli kvitt varmen fordi de har stor termisk ledningsevne (ren kobber har en termisk konduktivitet på 401W/m · K). Fordi kobber er så reflekterende i tradisjonell prosessering, absorberer det imidlertid bare 5% av laserlyset, noe som gjør smelting hardt. XIHE Additive's Green Laser Metal 3D Printing Technology har fått kobber til å absorbere 40% mer laserlys. De var i stand til å trykke en kobberavsvaske som var 0,5 mm tykk og hadde en veldig tynn TPMS (trippelperiode minimal buet overflate) struktur. Tettheten var 99,9% og overflateuheten var RA mindre enn eller lik 3,2 μ m. Dette gjorde kjøleribben 20% mer effektiv til å lede varme enn tradisjonelle støping.
2. utskrift med en gradient av flere materialer
3D -utskrift kan endre sammensetningen av materialer på en gradient måte å dekke ytelsesbehovene til forskjellige deler av kjøleribben. For eksempel har en maskinverktøyspindel laget av et gitt selskap en overflate laget av høye karbonkrombærende stål (HRC60 eller over) og en kjerne laget av middels karbonstål. Den synkrone pulverfôringsmetoden gjør det mulig å binde uten sømmer. Dette gjør ikke bare skjærende mer motstandsdyktig mot slitasje, men det gjør også kjernen 1,8 ganger tøffere enn typiske materialer, noe som senker faren for å bryte.
3. Kontrollerende termisk stress og lage post - behandling bedre
Metall 3D -utskriftsprosessen varmes opp og avkjøles raskt, noe som lett kan forårsake restspenning som får metallbøyningen eller knuste. OQTON 3DXFIGHT -programmet kan bruke Multi - Fysikk når det brukes med varm isostatisk pressing (hofte) etter behandling, kan interiørporer fjernes, noe som gir 3D -trykte deler en utmattelsestid på over 90% sammenlignet med smidde deler.
3, optimalisere kostnadene for hele livssyklusen, fra å lage en enhet til å lage mange av dem
1. Kostnadsfordelen ved å tilpasse små partier
3D -utskrift kan spare penger på muggutviklingskostnader (tradisjonell die - støpeformer koster mellom 500 000 og 2 millioner yuan) for små og mellomstore - størrelse varmeavdelingskomponenter som gjør mindre enn 5000 stykker i året. Kostnaden per stykke kan også kuttes med 30% til 50% sammenlignet med tradisjonelle metoder. For eksempel bruker ett selskap Platinum BLT - S400 for å skrive ut aluminiumslegeringsmotorforingsrør. Kostnaden for materialet er bare 25% av salgsprisen, mens avfallsfrekvensen for tradisjonell smiing og maskineringsteknikk er så høy som 60%.
2. Raske endringer og sjekke designen
Med 3D -utskrift kan "Design Print Test Optimization" gjøres i en lukket sløyfe, som kutter utviklingstiden fra 6–12 måneder i tradisjonelle metoder til 2–4 uker. Mikro kjøleren som IQ Evolution Company i Aachen, Tyskland, laget med en PCB, kan gå fra konsept til prøve levering på bare 72 timer ved bruk av 3D -utskrift. Dette er 10 ganger raskere enn tradisjonelle metoder. Det kan også raskt endre strømningskanalparametrene for forskjellige power -halvledere, som SIC -komponenter.
3. Omstrukturering av forsyningskjeden og distribuert produksjon
Med 3D -utskrift kan du "Local Print, Global Distribuare", som er en måte å lage ting på forskjellige steder. Siemens Energys 3D Printing Service Center i Tyskland kan raskt fikse gassturbinblader for europeiske kunder, og kutte leveringstiden fra seks uker til 72 timer. Bedrifter kan sette opp 3D -utskriftsnoder i det primære markedet for at motorkjølingsdeler skal kutte ned på varelager og fraktutgifter. Ved å sette opp fem 3D -utskriftssentre over hele verden, har et innenlandsk motorfirma kuttet tiden det tar å få erstatningsdeler fra 45 dager til 7 dager og kutte lagerutgiftene med 60%.
4, eksempel på en bransjeapplikasjon: fra å teste ideen til å lage den i store mengder
1. Hvordan holde elektriske kjøretøybatterier kjølig
Tesla -modellen Y har en 3D - trykt nikkel - basert legeringsbatteri -kjøleplate med biomimetisk venestrømningskanaler som holder batteripakkens temperaturforskjell innen 2 grader. Dette gjør bilen 40% mer effektiv enn tradisjonelle munnspillkjølingsløsninger. SLM Solutions -utstyr fra Tyskland skriver ut kjøleplaten i ett stykke på 12 timer, noe som kutter ned antall trinn som trengs med 8 sammenlignet med tradisjonell stempling og sveisemetoder.
2. hvordan luftfartsmotorer blir kvitt varmen
Airbus A350 XWB har et motorhus laget av 3D - trykt titanlegering som har varme - spredning av finner og en lett gitterstruktur. Den oppfyller EMI -skjermingsstandarder og kutter vekten fra den vanlige 8,2 kg til 5,3 kg, noe som hjelper flyet til å miste 300 kg vekt hvert plan. ADDUP, en fransk oppstart, brukte elektronstråle selektiv smelting (EBSM) -teknologi for å skrive ut skallet. Dette gjorde det 99,95% tett og 15% sterkere mot tretthet enn smidde deler.
3. hvordan den industrielle servokontrolleren blir kvitt varmen
HD7X Series Servo Drive fra Huichuan Technology bruker en 3D - trykt kobberlegeringsvarme -spredningsplate og mikrokanalsarrays for å holde temperaturen på IGBT -moduler fra å stige over 65 grader. Dette øker krafttettheten med tre ganger sammenlignet med tradisjonelle oppløsninger av aluminium ekstrudering. Platinum A400 -maskinen skriver ut bunnplaten, som kutter kostnadene for hver komponent med 45% sammenlignet med tradisjonelle loddemetoder. Det er heller ingen risiko for loddekorrosjon.