測試通過金屬3D打印能制造更好的液壓零件
液壓系統可以作為動力傳動方式,也可用作控制方式,在工業領域中的應用非常廣泛,例如機床、工程機械、農業機械、汽車、飛機等機械,水利工程用的堤壩裝置,發電廠發電廠渦輪機調速裝置,以及軍事工業中火炮操縱裝置等領域都會應用到液壓系統。
市場研究機構Infinium Global Research預測從2017到2023,3D打印市場將保持33%左右的年復合增長率,而在業界人士看來,液壓零件的3D打印將成為一個不可忽視的3D打印應用增長領域。
3D打印技術已成為多家液壓系統制造商制造復雜液壓零部件的選擇,例如,工程和制造公司穆格MOOG,在金屬3D打印液壓零件領域的有著超過16年的探索經驗,2017年另一家液壓傳動和控制領域的著名制造商派克漢尼汾(Parker Hannifin)在總部附近開設了“先進制造學習和開發中心”,工程師可以在該中心探索增材制造/3D打印的應用。
2017年,雷尼紹還幫助路虎BAR帆船通過金屬3D打印的液壓系統零件提升性能,加工出內含光滑圓角的零件,大大提高流體傳輸的效率。
可以說金屬3D打印在液壓領域的應用正在像其在隨形冷卻模具領域的應用一樣不斷的深化。
液壓-更加高端的應用
-- 3D打印液壓件積極的探索者
如果選擇金屬3D打印技術來制造液壓閥塊,在進行產品設計時無需考慮交叉鉆孔的設計約束,并且可以將鋒利的角換成圓形彎曲的設計從而減少湍流現象。這種通過傳統液壓閥塊制造技術無法實現的設計方案,通過金屬3D打印是可以實現的,Aidro hydraulics 公司也正是通過3D打印技術獲得了更高的設計自由度。
Aidro Hydraulic公司1982年成立,成立以來一直專注于設計和生產液壓系統中的零部件,所推出的液壓閥體產品包括方向閥、止回閥、流量閥、壓力閥和比例閥。2017年,Aidro Hydraulic 在35年液壓零部件傳統制造經驗的基礎上正式推出了金屬3D打印的液壓產品,其中包括3D打印的液壓閥體。
完整的液壓系統包括動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和工作介質。控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統中起到控制和調節液體的壓力、流量和方向的作用。Aidro hydraulics成功開發的首個3D打印液壓閥塊,制造材料是不銹鋼,作用是控制單作用氣缸。Aidro hydraulics 在設計3D打印閥塊時進行了創新,液壓閥塊的內部管道經過了設計優化,使內部管路中的液流得到改善,整個閥塊的體積也比傳統設計的閥塊更小了,潛在的液體泄漏問題也得以避免。在商業化方面,Aidro hydraulics 使用金屬3D打印技術為一些有特殊需求的客戶定制化生產小批量的液壓閥塊,作為其現有液壓零部件生產能力的一種補充。目前,不銹鋼(從AISI 304 到 316L)、鋁、鈦,以及部分新材料的閥塊都能夠通過3D打印設備進行小批量生產。
圖片:機加工生產的閥體(左),具備更好性能的3D打印生產的閥體(右)
國際上,另外一家公司,Domin Fluid Power也是3D打印液壓領域的積極探索者。Domin Fluid Power制定了新的流體動力產品“穩定”設計的戰略,這個戰略建立在以金屬3D打印技術作為制造方式的基礎上。在此基礎上,Domin公司對一些多年來都沒有什么明顯改變的液壓流體動力零部件進行了重新設計與制造,包括直接驅動伺服液壓閥。
Domin Fluid Power重新設計與制造的3D打印直接驅動伺服液壓閥,經歷了上千小時的設計、分析、測試和評估。Domin Fluid Power表示重新設計的3D打印閥體在重量、體積上都得以降低,由于液壓閥體壓力損失的減少,閥體效率也得以提升。
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