In che modo Advanced Metal Additive Manufacturing (AM) sta ridefinendo le parti principali - Parte 1

8 Novembre 2021

Mentre la tecnologia che circonda l'AM in metallo avanzato continua ad evolversi, le applicazioni per la stampa di parti centrali si stanno espandendo. Le storie di successo sulle applicazioni innovative dell'AM in metallo non mancano; diversi settori sono costantemente alla ricerca di modi per incorporare l'AM avanzata in metallo nel loro lavoro sui pezziflows.

Queste storie di successo mostrano i molti lati dell'AM metal avanzato. Facendo leva La soluzione end-to-end di Velo3D, le parti, sia nuove che legacy, vengono prodotte più velocemente, in modo più coerente e con maggiore complessità per gestire meglio le sfide dell'applicazione prevista. Qui, evidenzieremo tre esempi in cui Velo3D ha trasformato il processo di progettazione e produzione di parti fondamentali cruciali.

Scambiatori di calore

I settori, come quello aerospaziale ed energetico, fanno affidamento sugli scambiatori di calore all'interno dei loro macchinari pesanti. Attualmente risiediamo in un momento rivoluzionario per il design degli scambiatori di calore. Con l'evolversi dell'AM, gli ingegneri sono stati in grado di ripensare le geometrie di progettazione degli scambiatori di calore per massimizzare l'efficienza dell'aria e del liquido flow modelli, aumentare la superficie per un migliore trasferimento di calore e ridurre la caduta di pressione.

Con l'avanzato processo AM in metallo introdotto da Velo3D, le geometrie interne precedentemente irraggiungibili possono non solo essere progettate, ma stampate in modo affidabile ed efficace. Il risultato finale sono scambiatori di calore in grado di funzionare con una caduta di pressione ridotta di 6 volte e una superficie effettiva superiore del 60%. Poiché Velo3D opera come un sistema end-to-end di progettazione, produzione e garanzia della qualità, le parti possono essere costruite o modificate in appena 60-90 giorni, invece dei tipici 12-18 mesi di lead time per iterazione del progetto, associati con manifattura tradizionale.

Per ulteriori informazioni sulla rivisitazione degli scambiatori di calore da parte di Velo3D, guarda il nostro episodio VeloVirtual sull'argomento qua sotto.

https://youtu.be/ZatwRYn8OHQ

Microturbine

Le turbine sono componenti essenziali per generare energia che aziona velivoli con e senza pilota. Mentre le turbine su larga scala pesano migliaia di libbre e generano l'energia necessaria per mantenere gli aerei in volo, le microturbine vengono utilizzate in velivoli su scala ridotta come i veicoli aerei senza pilota (UAV). In queste applicazioni, le microturbine devono essere ottimizzate per ridurre il peso senza sacrificare le prestazioni.

Sul fronte ingegneristico, le microturbine presentano una serie di sfide uniche nella produzione, in particolare per AM. La parte qui esposta contiene delicate strutture reticolari, centinaia di piccoli fori, dozzine di canali di raffreddamento interni e una serie di pareti sottili ed estremamente alte. Velo3D ha lavorato in stretta collaborazione con Sierra Turbines nella produzione del loro Mk1 microturbina. Nel processo di progettazione, siamo stati in grado di consolidare 61 parti discrete in un design "unicore" semplificato. La microturbina risultante ha avuto una riduzione del peso di circa la metà e una prestazione di quasi 20 volte il tempo tra le revisioni (TBO) e una densità di potenza 10 volte superiore rispetto alle parti esistenti.

Leggi del nostro Sierra Turbines storia di successo qui.

Serbatoi di carburante

Recipienti a pressione e serbatoi si trovano comunemente su veicoli di alto valore come razzi e satelliti. A causa degli elevati standard di requisiti di questi serbatoi di carburante, devono essere ottimizzati nel loro design per ridurre al minimo le dimensioni e il peso senza compromettere la resistenza o le prestazioni. La natura generale della struttura dei serbatoi di carburante li rende una sfida unica per l'AM convenzionale; sono caratterizzati da angoli bassi, involucri, proporzioni elevate con pareti sottili e iso-griglie che vengono aggiunte per rigidità strutturale. Con i processi AM convenzionali, più alto è il serbatoio, maggiore è il rischio di deformazioni e collisioni con il rivestimento; di conseguenza, spesso le soluzioni AM convenzionali distribuiscono supporti al centro del serbatoio, che sono estremamente difficili da rimuovere a causa della chiusura del serbatoio.

Attraverso metallo avanzato AM, Velo3D Sapphire® gli stampatori possono produrre serbatoi di carburante che non richiedono un'estesa post-elaborazione per rimuovere i supporti. Nostro SupportFree™ il processo di stampa consente inoltre un'importante riduzione del peso; e tutto in poche settimane di produzione rispetto ai mesi con la produzione tradizionale. Con Advanced Metal AM, il serbatoio è anche stampato per incorporare iso-griglie per migliorare l'integrità strutturale e garantire una levigatezza e uniformità di stampa che evita concentrazioni di stress o siti di inizio di crepe.

Per vedere come Velo3D sta trasformando i serbatoi di carburante, guarda la nostra presentazione VeloVirtual sull'argomento qui sotto.

https://youtu.be/RpsRHBtrAL8

In seconda parte esploriamo altre tre parti fondamentali che sono state trasformate attraverso l'avanzato processo AM in metallo di Velo3D: miscelatori statici, turbopompe e giranti rivestite.

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L'autore

Amir Iliaifar

Direttore del contenuto

Amir Iliaifar è il direttore dei contenuti di Velo3D, dove supervisiona la produzione e la distribuzione delle iniziative globali di marketing dei contenuti digitali di Velo3D. Prima di entrare a far parte dell'azienda, Amir ha lavorato per un produttore leader di droni professionali, diverse società SaaS e come giornalista di tecnologia automobilistica. Ha conseguito un Master of Arts in Digital Communication presso la University of North Carolina a Chapel Hill.