Kysymys:
3D-tulostus ja päällystys kuumuutta kestäville esineille, kuten turbiinisäiliöille tai terille
Eugene
2016-12-02 09:32:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Voiko 3D-tulostaa aksiaalisen turbiinin, jonka säde on 2 - 4 tuumaa (50-100 mm), joka kestää noin 800-1000 ° C lämpötiloja ja 100-120 x 10 pyörimisnopeuksia 3 sup > rpm?

Kuinka kallista se on? Onko halvempaa jyrsiä tällainen turbiini kokonaisesta metalliseoksesta?

Mitä tekniikoita ja materiaaleja tulisi käyttää?

Sopivatko Inconelin seokset 3D-tulostukseen?

Onko titaaniseoksia sopivia tähän tehtävään? Olen lukenut, että titaania käytetään harvoin nopeasti pyörivissä osissa johtuen sen kyvystä syttyä, jos tapahtuu mekaanisia vikoja ja pyörivät terät koskettavat koteloa. Onko titaaniseoksilla edelleen tämä haittapuoli?

Onko titaanista ja Inconel-teräistä mahdollista valmistaa levy ja hitsata ne (ottaen huomioon lämpölaajeneminen)?

Kuinka terät tai läpät voidaan keraamisesti päällystää?

Kiitos!

Tervetuloa 3D Printing SE: hen, tämä on hieno aihe, jota ei ole tullut liikaa esille täällä 3D Printing SE: ssä! Tässä on kuitenkin liian monta kysymystä yhdessä kysymyksessä. Harkitse tämän jakamista muihin kysymysviesteihin, jotta vältät tämän viestin sulkemisen "epäselvän, mitä käyttäjä kysyy" -ongelmien vuoksi.
Neljä vastused:
Carl Witthoft
2016-12-02 20:27:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tämä riippuu ensisijaisesti taloustieteestä ja halutusta käyttöiästä. Ilmeisesti tarvitset materiaalia, jonka vahvuudet ja sulamispisteet ylittävät käyttöominaisuudet. Eri murtolujuuksien (leikkaus, taivutus jne.) Määrittäminen on tekninen ongelma, ei sinänsä valmistusongelma.
Harkitse seuraavaksi 3D-tulostuksen tuotantoaikaa ja kustannuksia verrattuna tyypilliseen kokoonpanolinjan prosessiin. Lähes aina kolmiulotteinen lähestymistapa menettää suuren määrän rakennuksia varten.
Tällaisten laitteiden suunnittelu ja käyttö voi olla erittäin vaarallista. Erittäin tiukat toleranssit vaaditaan. Tämä sivusto kuvaa vaikeudet, alkaen materiaalivalinnasta, siirtymisestä toleransseihin ja niin edelleen. En usko, että haluat mennä tähän kellarissasi.

Golightly
2016-12-02 22:22:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Luulen, että se on ehdottomasti mahdollista. Teräksiset 3D-tulostimet pystyvät todennäköisesti tulostamaan tarvitsemallasi tarkkuudella (minulla on ollut kokemusta käsiaseiden tynnyrien suunnittelusta ja painamisesta osana rikosteknistä tutkimusta), mutta tietoinen siitä, että useimmissa prosesseissa, joista olen tietoinen, sinun on mentävä jälkituotantoon ja hiottava tai puhdistettava pintaa erityisesti turbiinisovelluksiin, joissa nämä lämpötilat ovat jo korkeat ja mahdolliset pintavirheet eivät auta kestävyyttä.

Muussa tapauksessa haluaisin vain varmistaa, että käytät materiaalia, jonka tulokset täyttävät määrittelyt. Todennäköisesti helpompaa löytää erittäin luotettavia ja kestäviä materiaaleja jyrsittäväksi, mutta 3D-tulostus olisi teoriassa mahdollista.

Taloudellisesti ottaen, vaikka minulla ei ole kokemusta kyseisen komponentin kustannusten vertailusta, jyrsintä on todennäköisesti halvempaa, kunhan löydät jonkun, joka tekee yhden yksikön tuotantoajoja .

Henkilökohtainen mielipide: Haluaisin mennä jyrsintään. Minulla on ollut paljon kokemusta 3D-tulostuksesta ja olen ankarasti kannattaja sen ansioista, mutta kun otetaan huomioon henkilökohtaisen tiedon puute siitä, kuinka 3D-tulostettu turbiini toimisi pitkällä aikavälillä, ja seuraukset epäonnistumisesta, jos jokin pyörii noilla nopeuksilla haluan mennä perinteiseen valmistusreittiin.

En tiedä, mutta epäilen, että tällaisen rakenteen kaupallisen 3D-tulostuksen ainoa perustelu on sisäisten yksityiskohtien saavuttaminen - ilmanvaihto / jäähdytys, ja prosessinohjauksen tarkkuustaso tekee pienistä määristä epäkäytännöllisiä.
samcs640
2017-02-16 02:51:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Esität erittäin mielenkiintoisia kysymyksiä! Ensinnäkin, kun tutkit tämänkaltaisia ​​aiheita, sinulla on paljon enemmän onnea käyttää "lisäaineiden valmistusta" hakuterminä "3D-tulostuksen" sijaan. Ammattimaisessa teollisuusympäristössä 3D-tulostus ei ole termi, jota todella käytetään kuvaamaan kyseistä valmistusta.

Valikoiva lasersulatus on lisäaineiden valmistusprosessi, joka soveltuu parhaiten metallisiin ilmailu- ja avaruusteollisuuden osiin. Inconel-seokset voidaan prosessoida (esim. IN718 on yksi helpoimmista) titaanin (lähes yksinomaan Ti6Al4V) kanssa. Mitä tulee turbiiniterien ja vastaavien osien valmistukseen, saatat löytää tämän mielenkiintoisen: Lisäaineiden valmistus - läpimurto 3D-painetuilla kaasuturbiiniterillä.

Titaania ei yleensä käytetä korkean lämpötilan osissa kaasuturbiinien, mutta niitä käytetään suuremmissa, viileämmissä komponenteissa, kuten tuulettimen siipissä, joissa vahvuuden ja punnituksen välinen suhde on etu (pienempi massa kiertää = parempi polttoainetehokkuus).

Korkean lämpötilan pinnoitus nikkelisuperalliseoskomponentit suoritetaan tavallisesti elektronisäteen fysikaalisella höyrykerrostuksella (EBPVD) tai lämpösuihkulla, kuten suurnopeuksisella oksipolttoaineella (HVOF); jokaisella prosessilla on tiettyjä ominaisuuksia, jotka sanelevat, milloin / missä sitä käytetään.

Tämä on vain pintasyvyys vastaukseksi kysymyksiisi, mutta tässä on mahdotonta vastata täysin!

(Kokemukseni: PhD-opiskelija, joka käyttää valikoivaa lasersulatusta ilmailu- ja avaruuseoksissa)

Kiitos vastauksesta! Silti on yksi tärkeä asia, jonka haluaisin tietää: kuinka kallista lisäaineiden valmistus on tällaisen tuotteen jyrsintä?
Sitä on erittäin vaikea arvioida. Kaiken kaikkiaan turbiinilavan valmistuskustannukset lisäaineiden valmistuksen (AM) kautta ovat korkeammat kuin valamalla (perinteinen valmistusmenetelmä). AM voi kuitenkin lisätä arvoa monimutkaisuuden kautta, esim. sisäiset jäähdytyskanavat tai ristikkorakenteet painon minimoimiseksi. Joten todellakin, se on kustannus-hyötyanalyysi eikä suora kustannuslaskelma. (Karkea esimerkki) turbiiniterän ulkomuodon työstäminen CNC-jyrsinnällä voi maksaa 10% AM-osan muodosta. Jopa yhden prosentin polttoainetehokkuuden kasvu komponenttien käyttöiän aikana puhaltaa nämä kustannukset vedestä.
Kokonaisvastaus - perinteisen valmistuksen (esim. Jyrsintä) noudattaminen on melkein aina halvempaa, mutta tavoitteena on hyödyntää AM: n etuja komponentin parantamiseksi (lisäarvon tuottamiseksi). Olemassa olevan CAD-tiedoston ottaminen ja yksinkertainen tulostaminen on turhaa - hyödynnä tekniikkaa "lisäaineiden valmistuksen suunnittelun" periaatteiden avulla.
Mitä eroa on suunnittelussa * AM *: lle? Mitä erityispiirteitä tämä tarvitsee? Vai onko kyse ajatuksesta parantaa komponenttien suunnittelua uusilla valmistusmenetelmillä?
Kuinka ohuet jäähdytyskanavat voivat olla? Ottaen huomioon mikro-turbiinit, joissa on mi .. ok, miniturbiinit, joissa on mini-bliscsit ja mini-terät? Tavallisissa terissä on jotain 0,1-0,2 mm, AFAIK. Mini tarvitsee jotain 10 kertaa ohuempaa.
DfAM kattaa valtavan määrän aiheita, riittää tekemään koko tutkinnon. Minulla on vaikeuksia löytää sinulle avoimen lähteen lähde, mutta wikipedia-merkintä antaa hyvän pohjan (https://fi.wikipedia.org/wiki/Design_for_Additive_Manufacturing). riittävän alhainen estämään liiallisten jäähdytyskanavien tarve (ts. hyvin materiaalin käyttölämpötilan sisällä). Lämpötilan nousu tavoittelee parempaa tehokkuutta, tämä on todennäköisesti uhrautuva.
Voiko Siemensiltä tai muulta ääniyhtiöltä tilata räätälöityjen osien (itse asiassa turbiinilevyn tai -terien) valmistuksen?
Missä voi opiskella AM-tutkinnon suorittamiseksi? Kuinka kauan kestää henkilö, jolla ei ole insinöörin tutkintoa? Mitä ammatteja on?
tbm0115
2016-12-06 23:00:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jotkut yritykset ovat jo liikkeellä tämän idean kanssa. Luulen muistan kuulleeni, että Pratt ja Whitney ja Boeing ovat 3D-tulostusta pienemmistä ilmakalvoista.

Etuina on, että niiden avulla voidaan valmistaa monimutkaisempia, tehokkaampia osia. ilman vaivaa laadunvalvonnasta, kalliista kiinnityksistä / kunnossapidosta ja omien osien ja prosessien vähentämisestä.

Useimmiten metalliseososa "tulostetaan" käyttämällä SLA: ta tai SLS: ää (yleisesti), mutta se on enemmän tai vähemmän vain sidottu. Liimaus tehdään joko laser sintraamalla tai jonkinlainen epoksi tämän tyyppisille painoprosesseille. Osa on tässä vaiheessa melko hyödytön ilmailu- ja avaruustarkoituksiin, koska voit vain hajottaa sen käsillä, koska se on hyvin hauras.

Kun metalli on sidottu haluttuun muotoon, se menee uuni joko sintratun materiaalin jähmettämiseksi tai epoksi korvataan toisella metallilla, kuten pronssilla tai nikkelillä. Myös tämän toimenpiteen aikana osa lämpökäsitellään halutun materiaalirakenteen vastaanottamiseksi. Materiaalin muutokset tämän prosessin aikana voivat auttaa asettamaan sen lujuuden ja lämmönkestävyyden.

Nopea Google-haku " Inconel 3D Printing" antaa pari yritystä, jotka voivat 3D-tulostusta " eksoottiset "metallit, kuten titaani ja inconel. Mahdollisuudet ovat, jos 3D-tulostin pystyy käsittelemään inconelia, se voi tulostaa useimmat muut ilmailu- ja avaruusteollisuuden materiaalit.

Eksoottisten materiaalien 3D-tulostus on tässä vaiheessa vain hiekan liimaamista ja paistamista uunissa.

Kiitos vastauksestasi. Miniliuskojen valmistuksen ongelmana on, että et voi tehdä ilmanvaihtoa ilmanjäähdytykseen, koska se vaatii erillisen teräntuotannon, ja silti on erittäin vaikeaa valmistaa tällaisia ​​teriä pienikokoisina. Ilman jäähdytettyjä teriä et voi voittaa joitakin tehokkuudesta. Kysymykseni toinen osa oli, onko kaasuturbiinit (kaasu, ei höyry!) Valmistettu titaaniseoksista. Tiedätkö siitä jotain?
Olen pahoillani, en henkilökohtaisesti tiedä siitä aiheesta. Olen varma, että siellä on joitain titaaniseoksia, mutta materiaalitiede kasvaa nyt niin nopeasti, että on vaikea seurata mitä materiaaleja missä käytetään. Jos löydän jotain, ilmoitan sinulle.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...