Qual è la prospettiva della stampa 3D in metallo nella previsione dei guasti e nella produzione intelligente di pezzi di ricambio?

一, Previsione degli errori: una modifica dalla manutenzione passiva alla difesa attiva
La previsione tradizionale del fallimento delle apparecchiature dipende dall'ispezione manuale e dal giudizio empirico, il che rende difficile gestire le modalità di fallimento non lineari quando le condizioni operative sono complicate. L'Internet of Things, i gemelli digitali e l'intelligenza artificiale stanno tutti lavorando insieme alla tecnologia di stampa 3D metallica per creare un sistema di previsione intelligente chiamato "Decisione di analisi della percezione - Presa".
1. Monitoraggio in tempo reale e avviso di difetti
Il LLNL National Laboratory negli Stati Uniti ha creato un sistema di rilevamento di difetti temporali 3D in metallo 3D che utilizza fotodiodi, pirometri e immagini termiche per tenere d'occhio la radiazione termica del pool fuso. Se utilizzato con simulazioni di campo di fisica multi -, può anticipare i guasti del pilastro reticolare con un tasso di precisione superiore al 94%. Questa tecnologia è stata utilizzata per tenere d'occhio il processo di stampa delle lame del motore aeronautico. Taglia il tempo necessario per trovare difetti da diverse ore nella tipica scansione TC a millisecondi, consentendo di risolvere i problemi in anticipo.
Il team della Shanghai Jiao Tong University in Cina ha utilizzato una simulazione di throughput - per creare un grafico di relazione tra densità di energia input e porosità. Hanno anche realizzato un modello di previsione dei pori a base di apprendimento automatico - che può trovare difetti dei pori nel processo di fusione del letto di polvere laser (LPBF) in anticipo, che aumenta la durata a fatica delle parti aerospaziali di oltre il 30%.
2. Modellazione della durata della vita e del gemello digitale
Aziende come Siemens impiegano la tecnologia gemella digitale per realizzare modelli virtuali di parti stampate in 3D. Questi modelli mostrano informazioni temporali reali - su cose come stress, temperatura e vibrazione. Ad esempio, un produttore dell'aviazione ha realizzato parti strutturali in lega di titanio per enormi aerei realizzati negli Stati Uniti. I gemelli digitali sono stati usati per modellare il percorso delle loro fessure faticose in intense circostanze operative. Ciò ha cambiato il ciclo di manutenzione da "manutenzione regolare" a "sulla sostituzione della domanda -", che ha ridotto le spese di inventario dei pezzi di ricambio del 40%.
Il US Army Research Laboratory (ARL) mette i sensori in parti in acciaio martensitico 3D -, utilizza l'apprendimento automatico per guardare i dati di usura e prevede per quanto durano le parti. Mantiene anche il tasso di errore al di sotto del 5%. Questo metodo è stato utilizzato per prevedere quando i sistemi di cambio elicotteri militari necessitano di manutenzione, riducendo i tempi di inattività non pianificati del 60%.
3. Combinando fatti da diverse fonti e prendendo decisioni intelligenti
La libreria di processi intelligenti di Platinum Technology utilizza algoritmi di intelligenza artificiale per trovare la migliore soluzione di stampa combinando oltre 100.000 set di parametri di materiale con i dati sul funzionamento delle apparecchiature, sull'ambiente e sui guasti passati. Ad esempio, nella stampa a blocchi cilindri del motore di un determinato produttore automobilistico, il sistema modifica automaticamente la potenza del laser e il percorso di scansione. Ciò riduce il tasso di fessura causata da stress termico dall'8% allo 0,3%. Prevede inoltre il limite di fatica delle parti chiave e indica agli utenti quando sostituire le parti di rischio - alte prima che si rompono.
2, produzione intelligente di pezzi di ricambio: un cambiamento dall'avere troppo stock a fare le cose solo quando sono necessari
È difficile soddisfare le esigenze personalizzate e urgenti con la produzione di parti di sostituzione tradizionali poiché richiede grandi inventari e lo sviluppo di termini lunghi -. La funzione di "produzione distribuita" di Metal 3D, insieme a piattaforme cloud e catene di fornitura intelligente, sta cambiando il modo in cui i pezzi di ricambio sono realizzati da "stampa locale e distribuzione globale" a un nuovo paradigma.
1. Stampa su richiesta e risposte rapide
La stampante laser LIM - x650H utilizza la tecnologia di collaborazione laser Multi - e può produrre grandi pezzi di ricambio di aeromobili, come ugelli di carburante per i motori. Una certa compagnia aerea ha creato una stampante 3D portatile in un aeroporto remoto. Ottiene file di progettazione attraverso il cloud e stampa corpi di valvola idraulica danneggiati in loco. Ciò taglia il ciclo di manutenzione dalle solite due settimane a otto ore e riduce il costo della spedizione dei pezzi di ricambio del 90%.
Nell'industria medica, i sistemi 3D utilizzano la stampa 3D metallica per creare impianti all'anca unici per i pazienti ortopedici. Usano algoritmi di intelligenza artificiale per migliorare i design biomimetici, il che riduce il tempo impiegato per integrare gli impianti con le ossa da 6 mesi a 3 mesi. Dopo aver caricato i dati di scansione dei pazienti nel cloud, i produttori di stampa 3D in qualsiasi nodo in tutto il mondo possono immediatamente fare le cose, che è ciò che significa "design globale, produzione locale".
2. Nuovi materiali e personalizzazione delle prestazioni
La stampa 3D in metallo può cambiare il modo in cui vengono realizzate nuove polveri, come leghe ad alta entropia e materiali a gradiente, per adattarsi a diversi ambienti di lavoro. L'Accademia cinese delle scienze ha creato la lega ad alta entropia feconica. Ha una distribuzione uniforme della composizione grazie alla stampa 3D e corrode solo 1/5 con l'acciaio inossidabile tipico 316L in una soluzione NaCl al 3,5%. È stato utilizzato per rigenerare i sedili dei cuscinetti a turbina eolica offshore, che ora possono durare per più di cinque anni.
3D - di Broadcom Precision- stampato Die - I inserti da stampo di casting usano un design di rinforzo locale che è molto meglio dei metodi precedenti in termini di durezza dell'impatto, resistenza all'usura e resa. Un'azienda automobilistica ha impiegato questa tecnologia per creare stampi per i mozzi delle ruote in lega di alluminio. Ciò ha reso gli stampi la durata 20.000 volte più lunghi e ha ridotto il costo di ciascuna unità del 35%.
3. L'economia circolare e la produzione verde
Ottimizzando la topologia e riducendo i rifiuti di materiale, la stampa 3D in metallo si riduce all'impronta di carbonio di realizzare pezzi di ricambio di molto. Ad esempio, la tecnologia Platinum ha realizzato una staffa del motore per un'azienda aeronautica che era più leggera del 60% e utilizzava l'80% in meno di materie prime perché per il suo design reticolare. L'uso di sistemi di screening e rigenerazione delle polveri ha anche portato a un tasso di recupero di oltre il 95% per la polvere di metallo, che riduce la perdita di risorse durante la produzione.
Zhongke Quantum Laser utilizza la tecnologia di stampa 3D per creare nuove piastre di rame Crystalliser per la manutenzione. Il rivestimento laser e il fissaggio dello strato consumato sulla superficie delle piastre di rame scartate possono farle durare da 1 a 7 volte più a lungo. Ciò consente alle aziende siderurgiche di oltre il 50% delle loro perdite di standby e riduce le emissioni di anidride carbonica di oltre 1000 tonnellate all'anno.
3, Future Trend: dalla combinazione della tecnologia alla ricostruzione dell'ambiente
La stampa 3D in metallo si sta spostando dall'essere un singolo risultato tecnologico all'uso dall'intera catena del settore per la previsione dei fallimenti e la fabbricazione intelligente dei pezzi di ricambio. Nei prossimi cinque anni, l'industria mostrerà le seguenti tendenze:
Più integrazione della tecnologia: gli algoritmi di intelligenza artificiale renderà ancora migliore la pianificazione del percorso di stampa, creando una stampa intelligente "auto -rilevamento, auto -riparazione e auto -ottimizzazione". I gemelli digitali e la tecnologia blockchain verranno utilizzati per creare un sistema di tracciabilità del ciclo di vita completo per i pezzi di ricambio.
Altri modi per utilizzare l'applicazione: va oltre la produzione aerospaziale e automobilistica per includere industrie come energia, elettronica e costruzione. Ad esempio, la stampa 3D può realizzare parti strutturali complesse in grado di gestire temperature elevate e radiazioni in loco per il mantenimento del reattore nucleare. Per la costruzione di stazioni base 5G, la stampa 3D può essere personalizzata per realizzare moduli di dissipazione del calore con precisione molto elevata.
Innovazione nei modelli di business: ora ci sono nuovi approcci tra cui piattaforme di produzione cloud, fatturazione basata sul volume di stampa e leasing delle apparecchiature. Ad esempio, un'azienda ha avviato la piattaforma "3DPAAS)" 3D Print - come - -}} servizio ", che collega risorse di progettazione da tutto il mondo con nodi di produzione in alcune aree. Gli utenti possono caricare le loro esigenze utilizzando l'app e ottenere tutto l'aiuto di cui hanno bisogno, dalla progettazione alla consegna.
Sistema standard completo: la Cina ha aperto la strada alla creazione di diversi standard in tutto il mondo per cose come testare i materiali e le prestazioni delle attrezzature. Ciò ha aiutato il settore a crescere in modo standardizzato. Ad esempio, l'aumento dei casi di certificazione dell'aeronavigabilità per la produzione additiva nel settore aerospaziale è un grande passo avanti nella tecnologia che aumenterà la produttività nel cuore dell'azienda.