Hvilke forbedringer kan additiv produksjon få inn kompressorproduksjon?

1. Gjennombrudd i designfrihet: Å bygge kompliserte strukturer med ingeniørfag
Hovedproblemet som tradisjonelle kompressorprodusenter står overfor er konflikten mellom behovet for å forbedre aerodynamisk ytelse og vanskeligheten med å behandle kompliserte strukturer. Som et eksempel må den justerbare diffusoren til en sentrifugal kompressor kunne bøye seg i flere vinkler i et spenn på noen få millimeter. Tradisjonelle fem - aksjemaskinering trenger å klemme arbeidsstykket flere ganger, noe som får overflatefekter til å bygge seg opp og gjør det umulig å lage den beste flytskanalen siden verktøyene kommer i veien.
Institute of Engineering Thermophysics of the Chinese Academy of Sciences tok et stort skritt fremover ved å bruke selektiv lasermelting (SLM) teknologi og 1.2709 die stål for å trykke en justerbar diffusor med 12 separate trykkkanaler på en gang. Komponenten avslører ved å oppdage overflatefeil at avviket til alle innløpshull er regulert innen 0,3 mm, som er 40% større enn den vanlige prosessnøyaktigheten. Tilsetningsutskrift lar også designteamet gjøre den beste strømningsbanekurven i aerodynamisk simulering til en solid struktur. Dette gjør diffusoren 8% mer effektiv og øker driftsstrømningsområdet med 15%.
I området med roterende skruekompressorer er denne friheten til design også tydelig. Meltios robot - Integrert kledningsteknologi blir kvitt den kjedelige prosessen med tradisjonell smiing av maskinering ved direkte å skrive ut 316L rustfritt stålskruer på toppen av stolpene som har blitt nøyaktig kalibrert. Skruedelen den trykket er 75 × 75 × 230mm og har en overflateuhet på RA0,8 um. Skrueklaringen holdes innen 0,05 mm, som er tre ganger mer nøyaktig enn tradisjonelle metoder, takket være Five - Axis Precision Machining.
2. stort hopp i produksjonseffektivitet: Fra månedlige sykluser til ukentlige leveranser
Den tradisjonelle måten å lage kompressorer har mange "tidsbarrierer." For eksempel å gjøre den justerbare diffusoren for kjernekompressoren til et 100MW komprimert luftenergi -lagringssystem tar 12 trinn, inkludert smiing av anskaffelser (2 uker), grov maskinering (3 dager), varmebehandling (5 dager), presisjonsbearbeiding (1 uke), montering og igangkjøring (3 dager), og en total syklus på 6–8 uker. Metoden "Printing Post - prosessering" for additiv produksjonsteknologi forkorter syklustiden til mindre enn 10 dager.
Institute of Engineering Thermophysics har ekte - verdensdata som indikerer SLM -utskrift av diffusorsubstrater tar bare 36 timer. Med automatisering for å hjelpe til med varm isostatisk pressing (hofte) og overflatens rengjøring etter utskrift, kuttes hele leveringssyklusen med 75%. Denne økningen i effektiviteten er mer nyttig i nødvedlikeholdssituasjoner. For eksempel måtte et kjemisk selskap en gang stenge en produksjon fordi en kompressor løpehjul plutselig brøt. Ved hjelp av additiv produksjonsteknologi tok det bare 72 timer å gå fra CAD -design til å erstatte reservekomponenter, og sparte økonomien titalls millioner dollar.
Økonomien i additiv produksjon er enda sterkere fordi den bruker mye mer materialer. I det siste betydde det å lage skruekompressorer at vekten av smiblestene ofte var 3 til 5 ganger den for de ferdige produktene. Meltios kledningsmetode holder imidlertid materialtap til under 5%. Hvis et kompressorselskap lager 5000 enheter i året, kan det spare rundt 200 tonn rustfritt stålmaterialer per år, noe som senker kostnadene for råvarer med 4 millioner yuan.
3. Utvide ytelsesgrensen: Arbeide sammen for å lage nye materialer og strukturer
Tilsetningsstoffproduksjon påvirker ikke bare hvordan ting blir laget, men den oppmuntrer også til utvikling av nye kompressormaterialsystemer. Når trykkforholdet og temperaturforskjellen er ganske høy, kommer typisk nikkel - -baserte legeringer i nærheten av ytelsesgrensene. Elektronstrålens additiv produksjonsteknologi opprettet av Oak Ridge National Laboratory i USA har med suksess trykket wolframdeler som er fri for defekter og har en høy - temperaturstyrke på 420MPa (1000 grader). Dette er 60% sterkere enn tradisjonell nikkel - -baserte legeringer og er en viktig materialløsning for superkritiske karbondioksidkompressorer.
Kombinasjonen av topologioptimalisering og additiv produksjon har ført til innovative design innen strukturell innovasjon. Et bestemt selskap har produsert en luftfartskompressor -turbinskive med en biomimetisk gitterstruktur. Dette gjør det 45% lettere mens du holder styrken, noe som øker motorens skyvekraft - til - vektforhold med 12%. Det er enda viktigere at additivproduksjon har gjort funksjonell integrasjonsdesign mulig: en viss type kompressorhus kombinerer kjølekanalen, sensormonteringssetet og strukturell kropp for utskrift. Dette kutter antall stykker med 37% og tiden det tar å sette dem sammen med 65%.
4. Livssyklusstyring: Et skifte i tankene fra å lage ting til å tilby tjenester
Tjenestemodellen for kompressorer endrer seg på grunn av additiv produksjon. General Electrics "On Site Manufacturing" -program har sendt ut 200 mobile additive produksjonsmaskiner over hele verden. Disse enhetene gir ekte - Tidsproduksjonstjenester for kompressor reservedeler på steder som olje- og gassplattformer og gruver som er vanskelig å få til. Denne spredte produksjonsmetodikken kutter tiden det tar å få reservedeler fra uker til mindre enn 48 timer og senker inventarutgiftene med 80%.
Når det gjelder vedlikehold, gjør det mulig å kombinere additivproduksjon og digitale tvillingteknologier mulig å gjøre prediktivt vedlikehold. Siemens 'Compressor Health Management System kan nøyaktig forutse hvor mye lengre deler vil vare. Det gjør dette ved å sette sensorer i viktige deler for å fange reelle - tidsdata om stress, temperatur og andre faktorer, og deretter kombinere disse dataene med en database med additive produksjonsprosesser. Når slitasjen på en gitt skruekompressorrotor kommer nær grensen, lager systemet automatisk en additiv reparasjonsplan. Denne planen trenger bare å dekke det slitte området, noe som kutter den totale kostnaden for utskifting med 90%.