A yw cost triniaeth wres ar gyfer argraffu metel 3D yn uchel?

一, Prif rôl triniaeth wres mewn metel argraffu 3D
Mae argraffu metel 3D yn gwneud strwythurau cymhleth trwy doddi powdr metel un haen ar y tro, ond mae gan y broses hon dri phroblem fawr:
Straen gweddilliol: Gall gwresogi ac oeri cyflym gyda laser newid siâp y dellt, a all achosi rhannau i gracio neu blygu.
Diffygion sefydliadol: Mae solidiad nad yw'n{0}}gydbwysedd yn creu nodweddion bras fel crisialau colofnol a dendritau, sy'n gwneud deunyddiau'n llai cryf.
Perfformiad anwastad: gall rhyngwynebau gwan ffurfio'n hawdd ar gyffyrdd interlayer, sy'n byrhau bywyd y deunydd.
Trwy reoli'r maes tymheredd a'r broses drosglwyddo cyfnod yn ofalus, gall triniaeth wres gyrraedd tri phrif nod:
Lleddfu straen: Mae triniaeth anelio yn cael gwared ar straen dros ben ac yn gwneud y dimensiynau'n fwy sefydlog.
Optimeiddio sefydliadol: Cael strwythur grisial equiaxed unffurf a mân trwy ddefnyddio datrysiad solet a thriniaeth heneiddio.
Gwella perfformiad: Rheoli siâp y camau gwaddodi i ddod o hyd i gydbwysedd rhwng cryfder a chaledwch.
Er enghraifft, defnyddiwyd technoleg SLM i wneud llafn injan hedfan penodol, a oedd wedyn yn cael ei drin â thoddiant ar 1050 gradd ac yn oed ar 550 gradd. Aeth y cryfder tynnol o 850MPa i 1200MPa, ac aeth bywyd blinder i fyny deirgwaith.
2, Golwg amlddimensiwn ar ddadansoddiad cost triniaeth wres
1. Cost offer: cost rheolaeth fanwl gywir
I drin gwrthrychau metel printiedig 3D â gwres, mae angen offer arbennig arnoch chi:
Mae ffwrnais gwactod yn atal metelau gweithredol fel aloion titaniwm rhag rhydu. Mae'n costio dwy neu dair gwaith cymaint â ffwrnais arferol.
System trin gwres laser: a ddefnyddir i newid wyneb ardal fach, ac mae'r offer yn costio mwy na 5 miliwn yuan.
Mae angen i system reoli ddeallus gynnwys mesur tymheredd isgoch, rheoli awyrgylch, a modiwlau eraill. Mae gwerth system sengl dros filiwn yuan.
Mae cwmni penodol yn dweud bod dibrisiant offer trin gwres yn cyfrif am 18% i 25% o gost yr uned, ac mae'r ganran hon yn cynyddu'n gyflym wrth i gywirdeb yr offer wella.
2. Cost ynni: Mae tymheredd uchel yn creu twll du defnydd ynni hirdymor.
Gosodiadau arferol ar gyfer y broses trin gwres:
Triniaeth datrysiad: 4 i 6 awr o inswleiddio ar 1000-1050 gradd
Triniaeth amser: cadwch yr inswleiddiad ar 160-180 gradd am 8-12 awr.
Anelio lleddfu straen: Cadwch ef ar 300-400 gradd am 2-4 awr.
Er enghraifft, mae'n cymryd 120–150 kWh o egni i gynhesu un darn o Ti6Al4V a gafodd ei wneud gan ddefnyddio SLM. Mae cost pŵer yn fwy na 15% os ydych chi'n defnyddio ffwrnais gwresogi trydan. Os ydych yn defnyddio ffwrnais gwresogi nwy, byddwch yn arbed 40% ar gostau ynni, ond bydd angen i chi wario mwy ar offer i lanhau'r nwyon llosg.
3. Cost Deunydd: Gêm Effeithlonrwydd Ailgylchu Powdwr
Gall triniaeth wres arwain at golli deunydd:
Llosg ocsidiad: Pan fydd metel yn cael ei gynhesu i dymheredd uchel, mae croen ocsideiddio yn digwydd ar ei wyneb. Y gyfradd golled yw 0.5% i 1.2%.
Colli sylweddau anweddol: Mae metelau â berwbwyntiau isel, aloion magnesiwm o'r fath, yn anweddu ar dymheredd uchel, gan golli mwy na 2% o'u pwysau.
Strwythur ategol: Mae dylunio rhannau sianel llif mewnol cymhleth gyda chynhalwyr symudadwy yn codi'r gyfradd gwastraff deunydd 5% i 8%.
Gall y system ailgylchu powdr godi'r gyfradd defnyddio i 92%-95%, ond mae angen datrys y mater o bowdr wedi'i ailgylchu yn colli ei effeithiolrwydd o hyd. Canfu astudiaeth, ar ôl tri defnydd, fod crynodiad ocsigen powdr Ti6Al4V wedi cynyddu 0.03%, a achosodd i gryfder blinder y cydrannau ostwng 12%.
4. Cost amser: mae gan y gadwyn broses dagfa effeithlonrwydd
Mae cylch triniaeth wres nodweddiadol yn edrych fel hyn:
Cyn triniaeth: glanhau, heb gefnogaeth, sgwrio â thywod (2-4 awr)
Mae gwresogi, inswleiddio ac oeri (8 i 24 awr) i gyd yn rhan o driniaeth wres.
Postio{0}}prosesu: torri'r wifren, ei chaboli, a'i phrofi (3-6 awr)
Mae cwmni rhannau modurol penodol yn dweud bod y weithdrefn triniaeth wres yn cyfrif am 60% i 70% o'r cylch cynhyrchu argraffu 3D cyfan. Dyma un o'r prif resymau pam mae cyflenwadau'n araf.
3, Llwybr technegol ar gyfer gostwng costau
1. Newid y ffordd y gwneir pethau: gwnewch y cylch triniaeth wres yn fyrrach.
Mae techneg anelio cyflym yn defnyddio gwresogi dwysedd pŵer uchel i leihau'r amser y mae'n ei gymryd i drin hydoddiant o 6 awr i 2 awr.
Proses heneiddio graddedig: Trwy reoli'r tymheredd mewn sawl cam, mae'r amser inswleiddio cyffredinol yn cael ei dorri i lawr tra'n dal i sicrhau bod y perfformiad yn dda.
Triniaeth leol gwresogi ymsefydlu: Dim ond y rhannau pwysicaf sy'n cael eu gwresogi, sy'n lleihau'r defnydd o ynni gan fwy na 70%.
Defnyddiodd cwmni awyrennau penodol dechnoleg anelio cyflym i dorri cost trin gwres rhannau Ti6Al4V 35% a gwneud y microstrwythur yn fwy cyson 20%.
2. Uwchraddio offer: Gwneud gwell defnydd o ynni
Ffwrnais carburizing gwasgedd isel dan wactod: Cadwch y pwysedd yn yr aer rhwng 10 a 100 Pa i ddefnyddio llai o nwy.
System adfer gwres gwastraff: defnyddio'r gwres gwastraff o ddŵr oeri i rannau newydd cynnes, sy'n lleihau'r defnydd cyffredinol o ynni 18%.
System rheoli tymheredd craff: yn defnyddio dysgu peiriannau i wella'r gromlin wresogi a lleihau'r angen am brosesu dro ar ôl tro a achosir gan newidiadau mewn tymheredd.
Ar ôl i wneuthurwr offer penodol ddechrau defnyddio system rheoli tymheredd deallus, cododd y gyfradd cymhwyster triniaeth wres o 82% i 95%, a gostyngodd y gost fesul uned 22%.
3. Gwella deunyddiau: Gwneud systemau aloi sy'n rhad
Technoleg argraffu rhannol: cyflogi aloi alwminiwm mewn rhannau nad oes raid iddynt ddal llawer o bwysau ac aloi titaniwm mewn rhannau y mae'n rhaid iddynt, sy'n torri prisiau deunydd 40%.
Powdwr Nano wedi'i addasu: Mae ychwanegu nanoronynnau 0.5% yn gostwng tymheredd y driniaeth wres 50 gradd Celsius ac yn lleihau'r defnydd o ynni 30%.
Defnyddio powdr wedi'i adfywio: Creu model ar gyfer sut y bydd perfformiad y powdr yn newid dros amser fel bod y cynhyrchiad yn aros yn sefydlog ar ôl o leiaf bum defnydd.
Gweithiodd yr aloi magnesiwm di-staen Mg Zn Ca a grëwyd gan dîm ymchwil penodol cystal ag aloi alwminiwm mewn profion chwistrellu halen, a thorrodd gostau trin wyneb 60%.
4. Ail-beiriannu prosesau: dod â gweithgynhyrchu a thriniaeth wres ynghyd
Offer integredig ar gyfer argraffu triniaeth wres: mae modiwl gwresogi sefydlu yn cael ei adeiladu y tu mewn i'r siambr argraffu i ganiatáu ar gyfer anelio yn-situ.
Technoleg gefeilliaid ddigidol: Defnyddio efelychiad i ddod o hyd i'r paramedrau proses gorau a thorri i lawr ar gostau treial a gwall.
Llinell gynhyrchu awtomataidd: cyfuno modiwlau fel glanhau, trin â gwres, a chanfod i dorri hanner costau llafur.
Adeiladodd cwmni penodol ffatri smart a dorrodd gyfanswm cost rhannau printiedig 3D 42% trwy newid y ffordd y cânt eu gwneud. Gostyngodd cost triniaeth wres o 25% i 14%.