новости компании о Влияние аддитивного производства на изготовление фланцев

Ландшафт производства металла революционизируется с помощью аддитивного производства (AM), широко известного как 3D-печать. В то время как традиционные производственные процессы, такие как ковка и литье, долгое время доминировали в производстве металлических фланцев, AM представляет собой зарождающийся, но интригующий потенциал для разрушения традиционных методов, предлагая беспрецедентную свободу дизайна, уменьшение отходов материалов и локализованное производство.

Как работает аддитивное производство для металлов:

AM создает металлические детали слой за слоем из цифровой 3D-модели. Общие методы для металлических фланцев включают:

• Спекание порошкового слоя (PBF): (например, селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM)) Лазер или электронный луч выборочно плавит слои металлического порошка, сплавляя их вместе.
• Направленное энергетическое осаждение (DED): (например, лазерное формование с использованием сетки (LENS), электронно-лучевое формование (EBF3)) Сфокусированный источник энергии (лазер, электронный луч) плавит металлическую проволоку или порошок по мере его осаждения, наращивая деталь.

Потенциальное влияние и преимущества для производства фланцев:

1. Свобода дизайна и кастомизация:

   • Сложные геометрии: AM может создавать сложные внутренние структуры, оптимизированные пути потока или интегрированные функции (например, порты для датчиков или внутренние каналы для охлаждения/нагрева), которые невозможны или экономически невыгодны при использовании традиционных методов. Это может привести к фланцам с улучшенными характеристиками, уменьшенным весом или интегрированной функциональностью.
   • Кастомизация: Быстрое производство нестандартных или разовых фланцев для конкретных применений, модернизаций или уникальных требований к интерфейсу без необходимости дорогостоящей оснастки или форм. Это особенно выгодно для узкоспециализированных промышленных предприятий.

2. Уменьшение отходов материалов:

   • Традиционное субтрактивное производство (механическая обработка) начинается с большого блока материала и удаляет большую его часть в виде стружки. AM создает детали только там, где требуется материал, значительно уменьшая отходы материала и повышая эффективность использования материалов. Это особенно выгодно для дорогих высокопроизводительных сплавов.

3. Сокращение сроков выполнения заказов и производство по требованию:

   • AM может значительно сократить производственный цикл, особенно для сложных или нестандартных деталей, поскольку он обходит необходимость в штампах для ковки или моделях для литья.
   • Это обеспечивает возможности "печати по требованию", снижая затраты на хранение запасов и повышая скорость реагирования на срочные потребности или поломки.

4. Локальное производство:

   • Предприятия AM могут располагаться ближе к месту использования, снижая транспортные расходы и сложность цепочки поставок. Это может повысить устойчивость в глобальных цепочках поставок.

5. Новые сплавы и свойства материалов:

   • AM может обрабатывать сплавы, которые трудно ковать или лить, или даже создавать новые сплавы с заданными свойствами.
   • Он также позволяет использовать функционально градированные материалы, где состав материала или микроструктура постепенно изменяется в пределах одной детали для оптимизации производительности в разных секциях (например, коррозионностойкая поверхность с высокопрочным корпусом).

Проблемы и ограничения для производства фланцев:

1. Свойства материалов и сертификация:

   • Детали AM могут иметь разные микроструктуры и механические свойства (например, анизотропия, пористость) по сравнению с коваными или литыми деталями. Обеспечение соответствия этих свойств строгим требованиям к компонентам, удерживающим давление (прочность, ударная вязкость, сопротивление усталости), является серьезным препятствием. Часто требуется обширная последующая обработка (например, горячее изостатическое прессование - HIP, термическая обработка).
   • Получение необходимых сертификатов и соблюдение отраслевых кодов (например, ASME B16.5, коды сосудов под давлением) для фланцев, произведенных с использованием AM, является значительным текущим усилием.

2. Обработка поверхности:

   • Детали AM обычно имеют более шероховатые "напечатанные" поверхности по сравнению с обработанными деталями. Это требует значительной последующей механической обработки для достижения точной чистоты поверхности фланца, необходимой для эффективного уплотнения.

3. Стоимость и масштаб:

   • В настоящее время AM более экономически эффективен для сложных, малообъемных или высокоспециализированных деталей. Для массового производства стандартных фланцев традиционные методы остаются более экономичными.
   • Ограничения по размеру существующих машин AM также могут быть фактором для очень больших фланцев.

4. Контроль качества и инспекция:

   • Обеспечение внутреннего качества и отсутствия дефектов в деталях AM требует передовых методов неразрушающего контроля.

Хотя аддитивное производство еще не является основным методом производства для всех металлических фланцев, оно обладает огромными перспективами. По мере развития технологии, улучшения свойств материалов и адаптации нормативно-правовой базы, AM призван стать ценным инструментом в индустрии фланцев, особенно для специализированных, высокопроизводительных и нестандартных применений, расширяя границы возможного в соединении промышленных систем.