Vilka förändringar kan metall 3D -utskrift ge in mechatronics -enheter?

一, tekniskt genombrott: övergången från "geometrisk frihet" till "funktionell integration" i tillverkningen
1. "Dimensionalitetsminskningstrejk" i byggandet av komplexa strukturer
I traditionella mekatroniska enheter måste ofta kärndelar som turbinblad, robotfogar och mikroväxeluppsättningar använda separata svetsning eller en enklare design eftersom det är svårt att bearbeta interna flödeskanaler, rutnätstrukturer eller optimeringsformer. Detta gör enheterna mindre tillförlitliga och mindre effektiva . 3 D -utskriftsteknik för metaller kan göra geometriska former direkt, vilket äldre metoder inte kunde göra. Detta är möjligt med laserselektiv smältning (SLM) och elektronstrålsmältning (EBM). Till exempel används 3D -utskrift för att göra turbinbladen för flygmotorer med byggda - i kylkanaler. Detta gör förbränningsprocessen 15% effektivare och minskar vikten med 30%. Topologoptimering av gitterstrukturen minskar vikten av industriella robotfogar med 40% medan de fortfarande håller sin styrka, vilket förbättrar deras flexibilitet och energieffektivitet kraftigt.
2. Förändring i funktion av multi - Materialkompositer
De olika kraven på materiella egenskaper (inklusive konduktivitet, värmeledningsförmåga och slitmotstånd) i mekatronikanordningar har historiskt begränsats av de inneboende egenskaperna hos ett singelmaterial. Med hjälp av multi - materialutskrift och gradientmaterialdesign kan metall 3D -tryckteknologi göra att samma del har olika nivåer av prestanda eller funktionella zoner. Till exempel, medan du gör motorhus, är värmeavledningsområdet tryckt med kopparlegering (CUCRZR) som leder värmen väl, och det strukturella stödområdet är tryckt med aluminiumlegering. Mikrokanalskylningsarrangemang ökar effektiviteten för värmeavledningen med 50%; I världen av medicintekniska produkter använder ortopediska implantat gradienttryck av titanlegering och bioceramik för att göra två saker: de hjälper benvävnad att växa och de kan upprätthålla mekaniska belastningar. Detta minskar tiden det tar för patienter att återhämta sig från operationen med 60%.
3. "Effektivitetsrevolutionen" av lätt design
Lättvikt är det viktigaste sättet att få mekatronikutrustning att hålla längre och använda mindre energi. Metall 3D -utskrift kan få den lättaste vikten som är möjlig medan man ser till att strukturen är stark genom att använda topologioptimering och biomimetisk strukturdesign. Till exempel är lederna för humanoidrobotar gjorda av en låg - densitetsmagnesiumlegering och en ihålig gitterstruktur. Detta gör dem 35% lättare än traditionell bearbetning och sätter mindre belastning på servomotorerna, vilket förlänger batteritiden med 40%. Det elektriska drivsystemet med nya energifordon använder 3D -utskrift för att göra ett lätt skal, vilket ökar systemeffektiviteten med 8% och bryter industristandarden på 200Wh/kg energitäthet.
2, industriell omstrukturering: En förändring från "skalfördelar" till "Value Economy"
1. "Exponential Compression" av FoU -cykeln
Det tar lång tid att göra klassiska elektromekaniska apparater eftersom de måste gå igenom en lång process med "Design Mold Manufacturing Trial Production Modification", som kan ta allt från 6 till 18 månader. Genom ett snabbt iterativt läge för "Digital Model Direct Printing" förkortar Metal 3D -tryckteknologi forsknings- och utvecklingscykeln till 1-3 månader. Xi'an Bolite's Titanium Alloy Landing Gear för en viss typ av obemannat flygfordon, till exempel, gick från design till funktionell verifiering på bara 45 dagar, vilket är 80% snabbare än traditionella metoder. Inom det medicinska området kan 3D -tryckta personaliserade proteser direkt modelleras från patientens CT -data, och anpassad produktion och anpassning kan göras på mindre än 24 timmar.
2. "flexibel uppgradering" av hur saker görs
Funktionen "Mögelfri tillverkning" hos metall 3D -utskrift passar naturligtvis behoven hos små partier och ett brett utbud av produkter. Apple och Huawei är två företag som gör höga - End Mobile Titanium Alloy Frames och Smart Watch -fall med 3D -tryckteknik på 3C Consumer Electronics Market. De har kunnat göra 316L rostfritt stålfodral i stora mängder till en låg kostnad med hjälp av limsprutningsteknik. Detta sänker kostnaden för varje bit i hälften jämfört med traditionell CNC -bearbetning. Inom området industriella robotar har Lingkong Electronics snabbt skapat anpassade sensorfästen för FCQ-150-drönaren med 3D-tryckning och tillgodoser de specifika behoven i nödräddningssituationer.
3. "Distribuerad omstrukturering" av leveranskedjan
Tekniken för 3D -tryckmetalldelar uppmuntrar lokalisering och nätverk av tillverkningsresurser och skapar en ny affärsmodell som heter "Global Design Local Printing." Till exempel har Shaanxi kärnkraft använt 3D -tryckteknologi för att göra kärnreaktor -impeller lokalt, vilket undviker prestandaförlust som händer när traditionella gjutningsprocesser flyttar delar runt. I den låga - höjdekonomisektorn använder Xi'an Aircraft Corporation HH-100 kommersiella obemannade transportflygplan 3D-tryckteknologi för att göra motordelar, vilket skapar en smidig leveranskedjemodell som kallas "Xi'an Design Yulin Printing National Assembly" som minskar logistikkostnaderna med 30%.