Quali modifiche può portare la stampa 3D in metallo nei dispositivi mechatronics?

一, Through tecnologico: il passaggio dalla "libertà geometrica" ​​a "integrazione funzionale" nella produzione
1. "Strike di riduzione della dimensionalità" nella costruzione di strutture complesse
Nei dispositivi di mechatronics tradizionali, parti di base come lame di turbina, giunti di robot e set di micro ingranaggi spesso devono utilizzare la saldatura separata o un design più semplice perché è difficile elaborare canali di flusso interno, strutture a griglia o forme di ottimizzazione della topologia. Ciò rende i dispositivi meno affidabili e meno efficienti . 3 D la tecnica di stampa per i metalli può creare direttamente le forme geometriche, cosa che i metodi più vecchi non potevano fare. Ciò è possibile con la fusione selettiva laser (SLM) e la fusione del fascio di elettroni (EBM). Ad esempio, la stampa 3D viene utilizzata per realizzare le pale della turbina dei motori dell'aeromobile con - costruiti nei canali di raffreddamento. Ciò rende il processo di combustione del 15% più efficiente e riduce il peso del 30%. L'ottimizzazione della topologia della struttura reticolare riduce il peso delle articolazioni dei robot industriali del 40% mantenendo comunque la propria forza, il che migliora notevolmente la loro flessibilità e l'efficienza energetica.
2. Modifica in funzione dei compositi materiali multi-
Le varie esigenze di caratteristiche materiali (tra cui conducibilità, conducibilità termica e resistenza all'usura) nei dispositivi mecatronici sono state storicamente limitate dalle caratteristiche intrinseche di un materiale singolare. Utilizzando la stampa di materiale multi - Materiale e la progettazione di materiali per gradiente, la tecnologia di stampa 3D in metallo può fare in modo che la stessa parte abbia livelli diversi di prestazioni o zone funzionali. Ad esempio, durante la produzione di alloggi per motori, l'area di dissipazione del calore è stampata con lega di rame (CUCRZR) che conduce bene il calore e l'area di supporto strutturale è stampata con lega di alluminio. Le disposizioni di raffreddamento a microcanale aumentano l'efficienza della dissipazione del calore del 50%; Nel mondo dei dispositivi medici, gli impianti ortopedici utilizzano la stampa a gradiente di lega di titanio e bioceramiche per fare due cose: aiutano a crescere i tessuti ossei e possono sostenere carichi meccanici. Ciò riduce il tempo impiegato ai pazienti per recuperare dall'intervento del 60%.
3. La "rivoluzione dell'efficienza" del design leggero
Lightweight è il modo principale per far durare più a lungo le attrezzature mecatroniche e utilizzare meno energia. La stampa 3D in metallo può ottenere il peso più leggero possibile pur assicurandosi che la struttura sia forte utilizzando l'ottimizzazione della topologia e la progettazione della struttura biomimetica. Ad esempio, le articolazioni dei robot umanoidi sono realizzate con una lega di magnesio a bassa- di densità e una struttura a reticolo vuoto. Ciò li rende il 35% più leggeri della lavorazione tradizionale e mette meno sforzi sui servi motori, il che estende la durata della batteria del 40%. Il sistema di trasmissione elettrica di nuovi veicoli energetici utilizza la stampa 3D per realizzare un guscio leggero, che aumenta l'efficienza del sistema dell'8% e rompe lo standard del settore della densità energetica di 200 Wh/kg.
2, ristrutturazione industriale: un cambiamento da "economie di scala" a "economia del valore"
1. "Compressione esponenziale" del ciclo di ricerca e sviluppo
Ci vuole molto tempo per creare dispositivi elettromeccanici classici poiché devono passare attraverso un lungo processo di "modifica della produzione di prova di produzione di stampi", che può richiedere da 6 a 18 mesi. Attraverso una modalità iterativa rapida di "stampa diretta del modello digitale", la tecnologia di stampa 3D metallica riduce il ciclo di ricerca e sviluppo a 1-3 mesi. L'autorizzazione in lega di titanio di Xi'an Bolite per un certo tipo di veicolo aereo senza pilota, ad esempio, è passato dalla progettazione alla verifica funzionale in soli 45 giorni, che è l'80% più veloce dei metodi tradizionali. Nel campo medico, le protesi personalizzate stampate in 3D possono essere modellate direttamente dai dati CT del paziente e la produzione e l'adattamento personalizzati possono essere eseguiti in meno di 24 ore.
2. "Aggiornamento flessibile" di come vengono fatte le cose
La caratteristica di "produzione senza muffe" della stampa 3D in metallo si adatta naturalmente alle esigenze di piccoli lotti e una vasta gamma di prodotti. Apple e Huawei sono due aziende che producono cornici in lega di titanio per telefoni cellulari - end di orologi Smart Watch con casse di stampa 3D nel mercato 3C di elettronica di consumo. Sono stati in grado di realizzare custodie in acciaio inossidabile 316L in grandi quantità a basso costo utilizzando la tecnologia di spruzzatura adesiva. Ciò taglia il costo di ogni pezzo a metà rispetto alla tradizionale lavorazione del CNC. Nel campo dei robot industriali, Lingkong Electronics ha rapidamente creato parentesi di sensori personalizzate per il drone FCQ-150 utilizzando la stampa 3D, soddisfacendo le esigenze specifiche delle situazioni di salvataggio di emergenza.
3. "Ristrutturazione distribuita" della catena di approvvigionamento
La tecnologia per le parti metalliche della stampa 3D incoraggia la localizzazione e il networking delle risorse manifatturiere, creando un nuovo modello di business chiamato "Global Design Local Printing". Ad esempio, l'energia nucleare di Shaanxi ha utilizzato la tecnologia di stampa 3D per realizzare le mobili del reattore nucleare a livello locale, il che evita la perdita di prestazioni che si verificano quando i processi di fusione tradizionali si muovono le parti. Nel settore dell'economia di altitudine - bassa, la Xi'an Aircraft Corpract Corporation HH-100 commerciale senza pilota gli aeromobili di trasporto senza pilota utilizza la tecnologia di stampa 3D per produrre parti del motore, creando un modello di catena di approvvigionamento agile chiamato "Xi'an Design Yulin Printing Assembly" che riduce i costi di logistica del 30%.