Kako 3D štampanje velikih metala mijenja teške strojeve?

Posljednji članak na engleskom blogu

Smanjenje vremena upotrebe i uklanjanje alata pomoću velikog 3D štampanja

Veliki metalni trodimenzionalni štampač mijenja proizvodni vremenski okvir za dijelove teških strojeva. Tradicionalna proizvodnja odlijevanja, kovanja ili velikih strojevskih dijelova često zahtijeva mjesece, prvo građevinske uzorke, kalupke i pribor, a zatim tjedne strojevskog obrade i montaže. Uklanjanjem alata, veliki metalni štampači komprimiraju cijeli proces. Industrijski podaci pokazuju da štampanje može značajno smanjiti vrijeme isporuke alata, pretvarajući tjedne u dane. U primjeni na tešku opremu, velika ruka ekskavatora ili kućište turbine koje je u prošlosti trajalo mnogo tjedana od dizajna do gotovog dijela sada se može štampati puno brže, postižući smanjenje od preko osamdeset posto. Ovaj skok je moguć jer tehnologija direktno deponira metal, sloj po sloj, bez potrebe za prilagođenim alatima ili proširenom postavkom. Rezultat je dramatično ubrzanje lanca snabdijevanja, što proizvođačima omogućuje da brže odgovore na hitne narudžbe, brže potvrđuju projekte i skraćuju vrijeme zastoja kritičnih strojeva.

U slučaju dijelova za teške opreme na narudžbu i manjih količina, troškovi alata predstavljaju veliku prepreku. Kalupi, oblici i specijalizirani strojevi za jednu složenu komponentu lako mogu biti skuplji od desetaka tisuća dolara, što čini male serije ekonomski neizvodljivim. Veliki metalni tisk potpuno uklanja te investicije. Izgradnjom dijelova izravno iz digitalne datoteke, proizvođači izbjegavaju troškove izrade uzoraka, izlijevanja alata i posebnih uređaja za obradu. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju kamiona za rudarstvo koji zahtijeva velike troškove tradicionalnih alata može se proizvesti prilagođeni nosilec za montažu za kamion za rudarstvo, a koji može zahtijevati velike troškove tradicionalnih alata, a koji se može proizvesti za dio Ova promjena paradigme otvara vrata pristupačnoj proizvodnji rezervnih dijelova, jednokratnih prototipa i starih komponenti gdje je ranije ekonomija alata učinila takve projekte nemogućim. Rezultat je tanji, agilniji proizvodni proces koji može profitabilno služiti čak i najspecijaliziranijim potrebama teških strojeva.

Uređivanje pomoću aditivnih proizvodnih procesa žičnog luka

Izrada aditiva žičnog luka postala je dominantna tehnologija za štampanje velikih metala u teškim strojevima, zbog svoje skalabilnosti, brzine i troškovnih prednosti. Za razliku od fuzije pudrovog ležaja, koja se ograničava na male komore i skupe materijale, ova tehnika koristi standardnu opremu za zavarivanje i metalnu žicu za proizvodnju dijelova težih od nekoliko stotina kilograma do nekoliko tona. Proces obično nastavlja velike količine materijala na sat, što ga čini jednom od najbržih dostupnih metoda za dodavanje metala. Ova visoka potrošnja povezuje se s gotovo savršeno iskorištavanjem materijala: žica se potpuno troši, što rezultira praktički bez otpada. U skladu s člankom 11. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EU) br. 1225/2012 Komisija je u skladu s člankom 11. stavkom 2. točkom (b) Uredbe (EU) br. 1225/2013 utvrdila da se za proizvodnju električne energije u Uniji primjenjuje proizvodnja električne energije iz drugih izvora. Osim toga, u procesu se često koristi napredna tehnologija prijenosa hladnih metala, koja smanjuje ulazak toplote i smanjuje ostatak napetosti i distorzije, poboljšavajući kvalitetu dijelova. Tehnologija podržava širok spektar inženjerskih legura, uključujući ugljični čelik, nehrđajući čelik, superlegure i titan, zadovoljavajući zahtjevne zahtjeve teške opreme.

Za više strukturnih komponenti, stope ugradnje i učinkovitost materijala direktno se prevode u niže troškove po kilogramu. Standardni sustavi rutinski postižu visoke satne stope odlaganja, a napredne instalacije postižu maksimalnu produktivnost za čelik. Ova visoka produktivnost znači da se masivna komponenta može tiskati u manje vremena nego što je potrebno za tradicionalno lijanje ili obradovanje. Upotreba materijala je blizu sto posto zbog procesa na bazi žice, praktički eliminirajući otpad i otpad od metode oduzimanja. Cijena po kilogramu metalnog materijala je daleko niža od metode laserskih praha, zbog jeftinije sirovine i jednostavnije opreme. Smanjenje otpada materijala također smanjuje otisak na okoliš i troškove odlaganja, čime se jača ekonomski argument za usvajanje na velikoj razini. Ova kombinacija brzine, učinkovitosti i niske cijene čini tehnologiju žičnog luka omiljenom metodom za proizvodnju dijelova teških strojeva po potrebi.

Proveo sam naprednu štampu kako bih definirao dizajn i održavanje

S velikim metalnim tiskom inženjeri mogu promijeniti način izrade dijelova teških strojeva. Umjesto varenja, višanja ili odlijevanja više dijelova, jedna aditivna konstrukcija može konsolidirati desetine diskretnih elemenata u jednu monolitnu strukturu. Ova konsolidacija eliminiše spojeve, smanjuje potencijalne puteve curenja i značajno skraćuje vrijeme montaže u hidrauličkim kolektorima i strukturnim nositeljima. Iz toga se često dobiju mnogo manje dijelova jer se materijal stavlja samo tamo gdje ga teret zahtijeva, a unutarnje mrežne strukture zamjenjuju čvrste dijelove. U rudarskim bagerima, na primjer, konsolidirani dizajn poboljšava otpornost na umor i pojednostavljuje održavanje. Geometrijska sloboda aditivne proizvodnje također omogućuje konformne kanale hlađenja koji poboljšavaju toplinske performanse, direktno povećavajući pouzdanost motora ili kućišta prenosa visokog napona. Uklanjanjem spojeva i spoja proizvođači postižu više integriteta sastava koji izdržavaju teške radne uvjete s manje mjesta za kvar.

Za teške strojeve koji rade desetljećima, nabavljanje zamjenskih dijelova za stare modele stalni je izazov. Tradicionalno lijanje ili kovanje zahtijeva skupu alatku koja možda više ne postoji, a minimalne količine narudžbe često čine proizvodnju malih serija neekonomskom. Veliki metalni štampači mijenjaju ovu dinamiku omogućavajući digitalnu inventarnost: dio se može tiskati izravno iz računalne podržane dizajnerske datoteke, bez bilo kakvih alata, u roku od nekoliko dana. Jedan vodeći proizvođač rudarske opreme drastično je smanjio vrijeme proizvodnje za kritični pogon pumpe nakon što je usvojio proizvodnju aditiva žičnog luka. Ovaj pristup na zahtjev uklanja potrebu za skladištenjem rezervnih dijelova s niskim prometom i osigurava da čak i geometrijski složene komponente s unutarnjim mrežama ili konformnim značajkama mogu biti precizno reprodukirane. Operatori imaju koristi od smanjenog vremena zastoja i nižih troškova nošenja zaliha, dok mogućnost izmjene dizajna između izrada znači da se stari dijelovi mogu poboljšati za bolju otpornost na habanje ili performanse bez novih alata.

Često postavljana pitanja

1. Što je trodimenzionalno tiskanje velikih metala? Trodimenzionalno tiskanje velikih metala napredni je proizvodni proces koji izgrađuje metalne komponente sloj po sloj izravno iz digitalnih datoteka, eliminišući potrebu za tradicionalnim alatima kao što su kalupci ili pribor.

2. Kako se s velikim metalnim 3D štampanjem smanjuje vrijeme trajanja? Uklanjajući se od potreba za alatom i postavljanjem, veliki metalni štampači smanjuju proizvodnju od mjeseci do tjedana, postižući smanjenje vremena do osamdeset pet posto.

3. Koje su troškove koristi za dijelove teških uređaja? Veliki metalni štampači eliminiraju troškove alatke, čineći proizvodnju prilagođenu i male količine ekonomski održivom proizvodnjom komponenti za dio troškova tradicionalnih alatki.

4. Što je to proizvodnja aditiva žičnog luka i kako se koristi? Aditivna proizvodnja žičnog luka je skalabilna i isplativna forma metalnog tiskanja koja koristi metalnu žicu i standardnu opremu za zavarivanje za proizvodnju velikih dijelova s visokom učinkovitostju materijala.

5. Može li se ovom tehnologijom proizvoditi rezervni dijelovi za stare strojeve? Da, omogućuje brzu proizvodnju zastarjelih ili složenih rezervnih dijelova na zahtjev izravno iz digitalnih datoteka, smanjujući vrijeme zastoja i uklanjajući potrebu za skupim alatom ili inventarom.