Le conversazioni sulla produzione additiva in metallo (AM) spesso gravitano verso il quadro generale. A causa dei progressi nella tecnologia AM in metallo, ora ci sono maggiori opportunità di reinventare le catene di approvvigionamento, interrompere i processi di produzione tradizionali e consentire nuove efficienze nelle prestazioni delle parti attraverso la progettazione.
Quando guardiamo al quadro generale, a volte perdiamo di vista le storie di successo del mondo reale che l'AM in metallo avanzato sta guidando, in particolare come l'AM in metallo sta lavorando per ridefinire la produzione di parti fondamentali.
Attraverso La soluzione end-to-end di Velo3D, abbiamo visto una miriade di applicazioni che hanno cambiato il modo in cui i team affrontano la progettazione e la produzione di componenti cruciali delle loro operazioni.
In questo pezzo discuteremo delle sfide che producono una parte fondamentale, le microturbine, e di come la soluzione AM in metallo avanzata di Velo3D sia particolarmente adatta per superare queste sfide uniche.
Cosa sono esattamente le microturbine?
Le microturbine sono turbine a gas da 25 a 500 kilowatt evolute da turbocompressori con motore a pistoni, unità di potenza ausiliaria per aeromobili o piccoli motori a reazione. Le microturbine possono essere utilizzate anche per la cogenerazione e la generazione distribuita come turboalternatori o turbogeneratori o per alimentare veicoli elettrici ibridi. Per i nostri scopi useremo le sue applicazioni nel settore dell'aviazione come esempio principale.
Le turbine a gas convertono il combustibile liquido e l'aria in energia meccanica che viene utilizzata per azionare il compressore e le pale del ventilatore (per la spinta) o il generatore (per l'elettricità). Mentre le grandi turbine possono pesare migliaia di libbre e generare energia sufficiente per mantenere in volo gli aerei commerciali, le microturbine sono tipicamente utilizzate in imbarcazioni più piccole, come i veicoli aerei senza pilota (UAV).
Cosa rende le microturbine difficili da produrre?
Le microturbine presentano una sfida di produzione unica perché sono costituite da dozzine di sottocomponenti che devono essere saldati insieme con precisione in una struttura interna complessa. Storicamente, la produzione di una microturbina richiede una combinazione di fusione, lavorazione a cinque assi, brasatura e saldatura per produrre un pezzo completo. Il coordinamento di tutte queste fasi di costruzione comporta tempi di consegna eccessivamente lunghi e sfide logistiche.
Dove Advanced Metal AM sta rivoluzionando la microturbina
Poiché nella produzione di microturbine entrano così tanti metodi di produzione diversi, sembrano un ovvio candidato per la produzione additiva di metalli.
Tuttavia, la complessità della loro struttura interna può presentare le proprie barriere per i tradizionali sistemi AM in metallo.
Le microturbine tendono a presentare complesse strutture reticolari, pareti alte e sottili, piccoli fori e dozzine di canali di raffreddamento interni; tutto ciò può essere difficile da produrre con AM in metallo convenzionale.
Per fortuna, l'avanzato sistema AM in metallo di Velo3D è particolarmente adatto ad affrontare le sfide delle microturbine sbloccando una maggiore libertà di progettazione flessibile e innovazione.
Nella fase di progettazione, Velo3D è riuscito a consolidare dozzine di parti disparate in un'unica struttura di componenti principali.
In un progetto, abbiamo lavorato in stretta collaborazione con il team di Sierra Turbines a reinventare il loro Mk1 microturbina. Consolidando 61 parti discrete in un unico design unicore, gli ingegneri sono stati in grado di ridurre il peso dell'unità di circa la metà.
Normalmente, con quel livello di consolidamento ci si potrebbe aspettare una riduzione della qualità o dell'efficienza, ma la microturbina risultante ha registrato una densità di potenza 10 volte superiore rispetto alle parti esistenti, un'efficienza 40 volte maggiore e una prestazione di quasi 20 volte il tempo tra le revisioni (TBO).
La sinergia di Velo3D di Flow™ software di progettazione e Sapphire® le stampanti hanno contribuito a garantire la stampa di successo dell'ambizioso design unicore. Nella AM in metallo convenzionale, la complessità dei canali interni e delle pareti alte e sottili richiede che il processo di stampa includa complesse strutture di supporto per raggiungere gli angoli bassi desiderati del design. La rimozione di queste strutture di supporto interne, se accessibile, richiede una meticolosa post-elaborazione che in molti casi può rendere inutilizzabile la parte.
Sapphire® le stampanti possono stampare al di sotto di angoli di 45 gradi senza supporti, il che è abilitato Sierra Turbines per produrre canali interni di alta qualità e flow percorsi per gas e fluidi che sarebbero stati impossibili su un sistema AM metallico convenzionale senza supporti.
Velo3D Sapphire® le stampanti utilizzano anche una lama di rivestimento senza contatto rivoluzionaria e proprietaria, che ha contribuito a ottenere pareti sottili e angoli bassi in una struttura così complessa senza il rischio di collisioni della lama di rivestimento.
Combinando progettazione e stampa in un unico sistema integrato, Velo3D è in grado di realizzare anche i progetti più ambiziosi senza comprometterne l'intento o la qualità desiderati.
Sei interessato a saperne di più sulla soluzione AM in metallo avanzata di Velo3D? Mettiti in contatto con uno dei nostri esperti oggi stesso per vedere come stiamo rivoluzionando la produzione.
