Quins canvis pot aportar la impressió 3D de metall en dispositius de mecatrònica?

一, avenç tecnològic: el canvi de la "llibertat geomètrica" ​​a la "integració funcional" en la fabricació
1. "Vaga de reducció de dimensionalitat" a la construcció d'estructures complexes
En els dispositius tradicionals de mecatrònica, les parts bàsiques com les fulles de turbina, les articulacions de robot i els conjunts de microemports sovint han d’utilitzar soldadura separada o un disseny més senzill perquè és difícil processar canals de flux intern, estructures de quadrícula o formes d’optimització de topologia. Això fa que els dispositius siguin menys fiables i menys eficients . 3 D La tècnica d'impressió per a metalls pot fer formes geomètriques directament, cosa que els mètodes més antics no podrien fer. Això és possible amb la fusió selectiva làser (SLM) i la fusió del feix d’electrons (EBM). Per exemple, la impressió 3D s’utilitza per fer les fulles de turbina dels motors d’avions amb {{5}- en canals de refrigeració. Això fa que el procés de combustió del 15% sigui més eficient i redueix el pes un 30%. L’optimització de la topologia de l’estructura de gelosia redueix el pes de les articulacions del robot industrial en un 40%, mantenint la seva força, cosa que millora considerablement la seva flexibilitat i l’eficiència energètica.
2. Canvieu la funció de Multi - Material Composites
Les variades exigències de característiques materials (inclosa la conductivitat, la conductivitat tèrmica i la resistència al desgast) en els dispositius de mecatrònica han estat històricament restringides per les característiques inherents d’un material singular. Utilitzant Multi - Disseny d'impressió de material i material de gradient, la tecnologia d'impressió 3D de metall pot fer que la mateixa part tingui diferents nivells de rendiment o zones funcionals. Per exemple, mentre fabriquen carcasses de motor, l’àrea de dissipació de calor s’imprimeix amb aliatge de coure (CUCRZR) que condueix bé la calor i l’àrea de suport estructural s’imprimeix amb aliatge d’alumini. Els arranjaments de refrigeració de microcanal augmenten l'eficiència de la dissipació de calor en un 50%; En el món dels dispositius mèdics, els implants ortopèdics utilitzen la impressió de gradient d’aliatge i bioceràmica de titani per fer dues coses: ajuden al teixit ossi a créixer i poden sostenir càrregues mecàniques. Això redueix el temps que triga als pacients a recuperar -se de la cirurgia en un 60%.
3. La "revolució d'eficiència" del disseny lleuger
El lleuger és la manera principal de fer que els equips de mecatrònica durin més temps i utilitzin menys energia. La impressió 3D metàl·lica pot obtenir el pes més lleuger possible, tot i que, tot i que l'estructura és forta mitjançant l'optimització de topologia i el disseny de l'estructura biomimètica. Per exemple, les articulacions dels robots humanoides estan fabricades amb un aliatge de magnesi de densitat baixa - i una estructura de gelosia buida. Això els fa un 35% més lleugers que el mecanitzat tradicional i posa menys tensió als servo motors, cosa que amplia la durada de la bateria un 40%. El sistema d’accionament elèctric de nous vehicles energètics utilitza la impressió 3D per fer una closca lleugera, cosa que augmenta l’eficiència del sistema en un 8% i trenca l’estàndard de la indústria de 200Wh/kg de densitat energètica.
2, Reestructuració industrial: un canvi de "economies d'escala" a "economia de valor"
1. "Compressió exponencial" del cicle de R + D
Es necessita molt temps per fer dispositius electromecànics clàssics, ja que han de passar per un llarg procés de "disseny de producció de producció de proves de fabricació de motlles", que pot trigar de 6 a 18 mesos. Mitjançant un mode iteratiu ràpid de "Model Digital Direct Printing", la tecnologia d'impressió 3D de metall redueix el cicle de recerca i desenvolupament fins a 1-3 mesos. L’engranatge d’aliatge de titani de Xi’an Bolite per a un determinat tipus de vehicle aeri no tripulat, per exemple, va passar de disseny a verificació funcional en només 45 dies, que és un 80% més ràpid que els mètodes tradicionals. En l’àmbit mèdic, les pròtesis personalitzades impreses en 3D es poden modelar directament a partir de dades de TC del pacient, i la producció i adaptació personalitzada es poden fer en menys de 24 hores.
2. "Actualització flexible" de com es fan les coses
La característica de "fabricació lliure de motlles" de la impressió 3D metall s'ajusta naturalment a les necessitats dels petits lots i una àmplia gamma de productes. Apple i Huawei són dues empreses que fan alts - Final Phone Mobile Titanium Titanium Frames i estoigs de rellotge intel·ligent mitjançant la tecnologia d'impressió 3D al mercat de l'electrònica de consum 3C. Han pogut fer casos d’acer inoxidable de 316L en grans quantitats a un baix cost mitjançant la tecnologia d’aspulsió adhesiva. Això redueix el cost de cada peça a la meitat en comparació amb el mecanitzat tradicional de CNC. En el camp dels robots industrials, Lingkong Electronics ha creat ràpidament claudàtors de sensors personalitzats per al drone FCQ-150 mitjançant la impressió 3D, satisfer les necessitats específiques de les situacions de rescat d’emergència.
3. "Reestructuració distribuïda" de la cadena de subministrament
La tecnologia per a les peces de metall d’impressió 3D fomenta la localització i la xarxa de recursos de fabricació, creant un nou model de negoci anomenat “Disseny Global Disseny Local Impressió”. Per exemple, l’energia nuclear de Shaanxi ha utilitzat la tecnologia d’impressió 3D per fer els impulsors del reactor nuclear localment, cosa que evita la pèrdua de rendiment que es produeix quan els processos tradicionals de colada mouen les parts. Al sector de l’economia d’altitud baixa -, l’avió de transport comercial HH-100 de Xi’an Aircraft Corporation utilitza tecnologia d’impressió 3D per fer peces del motor, creant un model àgil de cadena de subministrament anomenat "Xi'an Design Yulin Printing National Assembly" que redueix els costos de la logística un 30%.