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3D打印技术对于泵管阀行业有何深远影响
2018-5-17 10:36:16

过去30年间,被称为增材制造的3D打印也为制造业带来了变革。从小型上釉陶器到3D打印房屋,增材制造技术的应用十分广泛。

3D打印是增材制造的一个分支,它还包括快速成型、直接数字化制造、分层制造和增材制备。增材制造通过塑料、金属、混凝土等各种材料,有一天,甚至是人体组织材料的逐层添加,获得三维物体。一旦制造出CAD模型,增材制造设备就可以导出模型中的数据,按照要求逐步将粉末、线材、片材或其它材料添加上去,最终制造出三维对象。

3D打印技术的优势

一般而言,3D打印技术的主要优点包括:方便加工复杂形状部件、加快产品上市、削减制造成本、个性化定制和转移风险等。

3D打印技术为泵阀生产企业开启了新的机会

随着工艺和原材料机械性能的优化,3D打印技术已经可以满足泵阀生产企业的要求。而市场对于几何形状复杂、高能效、高成本效益产品的需求,也推动泵阀生产企业开始考虑挖掘3D打印技术的优势。再者,过去多年来,3D打印技术也已经通过技术的不断演进,克服了自身的局限,为泵阀生产企业开启了新的机会。

首先是实现了量产。量产曾经是3D打印技术市场进入的壁垒,但通过将多个小部件整合成一个大的部件进行生产,革新了供应链的面貌。如,可以用3D打印技术打印出具有16个零部件的直升机发动机,而传统工艺需要生产900个零部件。

第二,知识产权保护工作有了进展。保护3D打印CAD文档对于生产企业至关重要。现在已经有多种方法来保护CAD文档或者设计本身。包括与3D打印服务提供商签署信息安全的NDA(保密)文件、不同专利和版权法可以为终端用户提供设计、打印对象的专利和版权保护等。

而对于已经使用数十年、设计图纸已经丢失的老泵而言,逆向工程则可以帮助他们重新制造出所需的产品。

通常,泵的使用寿命为15年至20年。显然,有些终端用户目前还在运行着数十年的老泵。3D打印技术可以帮助他们进行逆向工程,特别是在泵的原始设计图纸已经遗失的情况下,更是如此。因为3D扫描技术可以让终端用户通过扫描产品,重新获得CAD设计文档,并由3D打印服务提供商打印出来,终端用户因此可以制造出所需的产品、备件或组件。

3D打印技术对于液压领域的帮助

高压问题阻碍了金属3D打印技术在液压领域的广泛应用,但从设计的角度来看,有些特殊应用还是可以借助于3D打印部件的帮助的。过去,电子控制液压阀在不断取得进步,但制造阀的工艺本身并没有太大变化,目前,这一局面也在改变。

插装阀技术被广泛用于将多种控制功能集成到单个多支管管中。相比传统采用直线式安装阀门、软管和连接器的方式相比,在多支管内集中多个阀门可以大幅节约空间、重量和成本。但是插装阀和多支管(集成液压回路)的空间和重量节约优势还有改进的余地。这是因为必须定位多支管中的许多通道,以防止通道被交叉钻孔,另一方面,还需要在不同通道间提供足够的材料,以确保强度足够。

3D打印通过精确定位需要设置的流通管道的位置、形状和大小,克服了这些局限。这意味着流道可以比传统多支管更为精确的方式靠近仪器布置,从而使得最终部件尺寸更紧凑、更轻巧。而且,连接两个或多个内部管路的通道不需要从多支管外面进行机加工,从而避免了后续需要堵塞以防止液体流出的麻烦。

但是,3D打印不只限于多支管的使用。阀件本身也因3D打印而受益。如,阀体通常包含环形流动路径,这主要是因为机床采用旋转切削工具所致。而用方形截面代替圆形流道可以增加20%的流量,因为与相同宽度的圆相比,正方形的面积更大。

3D打印不受传统制造技术的限制,可以生产出非传统形状的部件。其好处是像这样的方口阀芯部件可以获得比同样宽度的圆口阀芯更高的流量。

3D打印技术应用于液压领域的主要优势在于:实现用传统技术不可能实现的概念;节约重量、空间、材料;获得新的结构,减少了线路连接的复杂性;快速原型制造,同一个项目可能有多个不同的原型;生产时间短,可能只需要数小时,而不是几天;可选择不同材料:AISI 304和316L 不锈钢、铝、铝&钛合金、以及其它还在开发中的材料;高性能,消除了潜在的渗漏风险。

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(来源:上海荷瑞会展有限公司)
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新闻关键词 3D打印
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