Que mudanças a impressão 3D do Metal pode trazer dispositivos mecatrônicos?

一, inovação tecnológica: a mudança de "liberdade geométrica" ​​para "integração funcional" na fabricação
1. "Greve de redução da dimensionalidade" na construção de estruturas complexas
Nos dispositivos mecatrônicos tradicionais, peças principais, como lâminas de turbinas, juntas de robô e conjuntos de micro -engrenagens, geralmente precisam usar soldagem separada ou um design mais simples, porque é difícil processar canais de fluxo interno, estruturas de grade ou formas de otimização de topologia. Isso torna os dispositivos menos confiáveis ​​e menos eficientes . 3 d A técnica de impressão para metais pode fazer formas geométricas diretamente, quais métodos mais antigos não poderiam fazer. Isso é possível com fusão seletiva a laser (SLM) e fusão de feixe de elétrons (EBM). Por exemplo, a impressão 3D é usada para fazer as pás da turbina dos motores de aeronaves com - nos canais de resfriamento. Isso torna o processo de combustão 15% mais eficiente e reduz o peso em 30%. A otimização da topologia da estrutura da treliça reduz o peso das articulações do robô industrial em 40%, mantendo sua força, o que melhora muito sua flexibilidade e eficiência energética.
2. Mudança na função de Multi - Composites de material
As variadas demandas por características materiais (incluindo condutividade, condutividade térmica e resistência ao desgaste) em dispositivos mecatrônicas foram historicamente restringidas pelas características inerentes a um material singular. Usando o Multi - impressão de material e design de material gradiente, a tecnologia de impressão 3D de metal pode fazer com que a mesma parte tenha diferentes níveis de desempenho ou zonas funcionais. Por exemplo, ao fazer caixas de motor, a área de dissipação de calor é impressa com liga de cobre (CUCRZR) que conduz bem o calor e a área de suporte estrutural é impressa com liga de alumínio. Os arranjos de resfriamento por microcanais aumentam a eficiência da dissipação de calor em 50%; No mundo dos dispositivos médicos, os implantes ortopédicos usam impressão gradiente de liga de titânio e biocerâmica para fazer duas coisas: elas ajudam o tecido ósseo a crescer e podem sustentar cargas mecânicas. Isso reduz o tempo necessário para os pacientes se recuperarem da cirurgia em 60%.
3. A "revolução da eficiência" do design leve
O peso leve é ​​a principal maneira de fazer o equipamento mecatrônico durar mais e usar menos energia. A impressão 3D de metal pode obter o peso mais leve possível, mas certificando -se de que a estrutura seja forte usando o otimização da topologia e o design da estrutura biomimética. Por exemplo, as articulações dos robôs humanóides são feitas de uma liga de magnésio de densidade baixa - e uma estrutura de treliça oca. Isso os torna 35% mais leves que a usinagem tradicional e coloca menos tensão nos servo motores, o que estende a duração da bateria em 40%. O sistema de acionamento elétrico de veículos novos energéticos usa a impressão 3D para criar uma concha leve, o que aumenta a eficiência do sistema em 8% e quebra o padrão da indústria de densidade de energia de 200Wh/kg.
2, reestruturação industrial: uma mudança de "economias de escala" para "economia de valor"
1. "Compressão exponencial" do ciclo de P&D
Demora muito tempo para fabricar dispositivos eletromecânicos clássicos, pois eles precisam passar por um longo processo de "Modificação de produção de ensaios de fabricação de moldes", que pode levar de 6 a 18 meses. Através de um modo iterativo rápido de "Modelo Digital Direct Printing", a tecnologia de impressão 3D metal reduz o ciclo de pesquisa e desenvolvimento para 1-3 meses. O trem de pouso de liga de titânio de Xi'an Bolite para um certo tipo de veículo aéreo não tripulado, por exemplo, passou do design para a verificação funcional em apenas 45 dias, o que é 80% mais rápido que os métodos tradicionais. Na área médica, próteses personalizadas impressas em 3D podem ser modeladas diretamente a partir de dados de TC do paciente, e a produção e adaptação personalizadas podem ser feitas em menos de 24 horas.
2. "Atualização flexível" de como as coisas são feitas
O recurso "Fabricação livre de moldes" da impressão 3D de metal atende naturalmente às necessidades de pequenos lotes e uma ampla gama de produtos. Apple e Huawei são duas empresas que aumentam os quadros de liga de titânio com telefones móveis finais altos- e casos de relógio inteligente usando a tecnologia de impressão 3D no mercado de eletrônicos de consumo 3C. Eles foram capazes de fazer casos de aço inoxidável 316L em grandes quantidades a um baixo custo usando a tecnologia de pulverização adesiva. Isso reduz o custo de cada peça ao meio em comparação com a usinagem tradicional do CNC. No campo dos robôs industriais, a Lingkong Electronics criou rapidamente suportes de sensores personalizados para o drone FCQ-150 usando a impressão 3D, atendendo às necessidades específicas de situações de resgate de emergência.
3. "Reestruturação distribuída" da cadeia de suprimentos
A tecnologia para peças de impressão em impressão 3D incentiva a localização e a rede de recursos de fabricação, criando um novo modelo de negócios chamado "Impressão local de design global". Por exemplo, a energia nuclear Shaanxi usou a tecnologia de impressão 3D para tornar localmente os impulsores do reator nuclear, o que evita a perda de desempenho que ocorre quando os processos tradicionais de fundição se movem peças. No baixo setor de economia de altitude, a aeronave de transporte comercial não tripulada HH-100 da Xi'an Aircraft da Aircrafation usa tecnologia de impressão 3D para fazer peças de motor, criando um modelo ágil da cadeia de suprimentos chamado "Xi'an Design Yulin Printing Assembly National", que reduz os custos de logística em 30%.