Hva er rollen som metall 3D -utskrift i industriell ovn og reparasjon av kjeler?

1. Reparasjon av komplekse strukturer: Å gå utover de fysiske begrensningene i tradisjonelt håndverk
Høy - temperaturkorrosjon, termisk stresssykling eller mekanisk slitasje kan forårsake lokale feil i hoveddelene av industrielle ovner og kjeler, for eksempel forbrenningskamre, varmeutvekslingsrør og rist. Sveising og sprøyting er tradisjonelle reparasjonsmetoder som er begrenset av måten de fungerer og er vanskelig å bruke på komplekse geometrier som tynne - inngjerdede strukturer, interne strømningskanaler eller ujevne overflater. For eksempel trenger kjelens superheateroverskrift 56 presise damphull for å fungere. I tradisjonell sandstøping må kjernen plasseres, men det smeltede jernet ved høye temperaturer kan bevege kjernen, noe som får hullposisjonen til å bevege seg for mye. Etter det er det nødvendig med håndboringskorreksjon, noe som koster mye penger og tar mye tid.
Digital modellering og lag - av - Layer Stacking Production har helt løst denne utfordringen med metall 3D -utskriftsteknologi. Boro Casting Company brukte 3D Sand Printing Technology for å kutte tiden det tok å sette sammen formen for superheateroverskriften fra 14 timer til 3,5 timer på Tyseley Steam Locomotive Repair Project i Storbritannia. Dette sparte 67% av utgiftene. Det var også mulig å lage 56 damphull samtidig uten ekstra arbeid. Denne saken viser at 3D -utskrift nøyaktig kan plassere kompliserte kjerner, kvitte seg med kvalitetsproblemer som kommer fra kjernebevegelse i eldre prosedyrer, og kutte energibruk med 30% på steder som ikke har vekt ved hjelp av topologioptimaliseringsdesign mens du fortsatt sørger for styrke.

2. Tilpasse ytelsen til materialer: Å møte reparasjonsbehovene til veldig tøffe arbeidsforhold
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), oksidasjon og korrosjon. Nickel - basert og kobolt - baserte legeringer er eksempler på tradisjonelle reparasjonsmaterialer som er stabile ved høye temperaturer. Imidlertid er det vanskelig å finne en balanse mellom deres mange egenskaper, for eksempel slitestyrke og termisk sjokkmotstand. Metall 3D -utskrift kan nøyaktig tilpasse egenskapene til materialer ved å endre måten pulveret er laget og kontrollere prosessparametrene.
For eksempel, når du fikser flyturbinbladene, er In718 Nickel - basert legeringspulver laget av Platinum Technology Company, ved å kontrollere pulverpartikkelstørrelsesfordelingen (D 50=45 μ m) og oksygeninnhold (<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 av hele prosessen: gjenoppbygge og fikse bransjens effektivitetsmodell
Den gamle måten å fikse ting tar mer enn 10 trinn, for eksempel å finne problemet, få reservedeler, maskinering og varmebehandling. Det tar flere måneder og er basert på menneskelig erfaring, noe som fører til store endringer i kvalitet. Modusen "Digital Twin+Intelligent Manufacturing" for metall 3D -utskriftsteknologi fremskynder reparasjonsprosedyren til mindre enn 72 timer og gjør det mulig å følge hele prosessen.
Reparasjonsprosessen kan deles inn i fire trinn:
Intelligent deteksjon: Sick Ranger3 High - hastighet 3D -kamera skanner komponenter med en bildefrekvens på 46 kHz med en nøyaktighet på 0,02 mm. Den finner automatisk størrelsen og plasseringen av feil som sprekker og slitasje.
Omvendt modellering: Bruke Geomagic Design X -programvare for å gjøre punktskydata til CAD -modeller som kan endres, sammen med topologioptimaliseringsteknikker, for å bruke mindre materiale mens du fremdeles er sterk;
Tilsetningsstoffproduksjon: Ved hjelp av SLM- eller elektronstrålemelting (EBM) teknologi, skrives reparasjonslag ut basert på modellskiverdata. Tykkelsen på hvert lag kan reguleres mellom 20 og 50 μm, noe som gir mulighet for mikrometer - nivåstørrelseskontroll.
POST - prosessering: Hot isostatisk pressing (hofte) blir kvitt interne porer og øker tettheten til 99,95%. Deretter gjøres overflatepolering for å oppfylle standarder for monteringsnøyaktighet.
Da Rolls Royce brukte denne teknikken for å fikse reservedeler til flymotorer, kuttet den den globale lagerverdien fra 4,2 milliarder dollar til 1,8 milliarder dollar og kuttet tiden det tok for kundenes fly å være tilbake i luften fra 72 timer til 8 timer. Dette sparte flyselskapet mer enn 500 millioner dollar i året i driftskostnader.