高度な金属付加製造 (AM) がどのようにコア部品を再定義しているか - パート 1

2021 年 11 月 8 日

先端金属AMを取り巻く技術が進化し続ける中、 コア部品の印刷用途が拡大. 金属 AM の革新的なアプリケーションに関するサクセス ストーリーは不足していません。 さまざまな業界が、高度な金属 AM を部品加工に組み込む方法を常に模索しています。flows.

これらのサクセス ストーリーは、高度な金属 AM の多くの側面を示しています。 活用することで Velo3D のエンドツーエンド ソリューション、新しいものと古いものの両方の部品は、意図したアプリケーションの課題をより適切に処理するために、より速く、より一貫して、より複雑に製造されます. ここでは、Velo3D が重要なコア パーツの設計と製造プロセスを変革した XNUMX つの例を紹介します。

熱交換器

航空宇宙やエネルギーなどの産業は、重機内の熱交換器に依存しています。 私たちは現在、熱交換器設計の革命的な時代に生きています。 AM の進化に伴い、エンジニアは熱交換器の設計形状を再考して、空気と液体の効率を最大化できるようになりました。 flow パターン、より良い熱伝達のために表面積を増やし、圧力損失を減らします。

Velo3D によって開拓された高度な金属 AM プロセスにより、以前は達成できなかった内部形状を設計できるだけでなく、確実かつ効果的に印刷することができます。 最終結果は、圧力損失を 6 分の 60 に抑え、有効表面積を 3% 拡大した熱交換器です。 Velo60D はエンド ツー エンドの設計、製造、および品質保証システムとして動作するため、部品は、設計反復ごとに通常 90 ~ 12 か月のリード タイムが関連するのではなく、わずか 18 ~ XNUMX 日で構築または変更できます。伝統的な製法で。

Velo3D による熱交換器の再考の詳細については、このトピックに関する VeloVirtual エピソードをご覧ください。 を参照してください。

https://youtu.be/ZatwRYn8OHQ

マイクロタービン

タービンは、有人航空機と無人航空機の両方を駆動する電力を生成するために不可欠なコンポーネントです。 大型タービンは数千ポンドの重量があり、航空機の飛行を維持するために必要な電力を生成しますが、マイクロタービンは無人航空機 (UAV) などの小規模航空機で使用されます。 これらのアプリケーションでは、パフォーマンスを犠牲にすることなく軽量化するために、マイクロタービンを最適化する必要があります。

エンジニアリングの最前線では、マイクロタービンは、特に AM の製造において多くの固有の課題を提示します。 ここに表示されている部品には、繊細な格子構造、数百の小さな穴、数十の内部冷却チャネル、一連の薄く非常に高い壁が含まれています。 Velo3D は、 Sierra Turbines 彼らの生産において Mk1 マイクロタービン。 設計プロセスでは、61 個のディスクリート パーツを簡素化された「ユニコア」設計に統合することができました。 結果として得られたマイクロタービンは、既存の部品と比較して、重量が約半分に削減され、オーバーホール間隔 (TBO) が約 20 倍、出力密度が 10 倍になりました。

私たちについて読む Sierra Turbines サクセスストーリー ここ.

燃料タンク

圧力容器とタンクは、ロケットや人工衛星などの高価値の乗り物によく見られます。 これらの燃料タンクの要求基準は高いため、強度や性能を損なうことなくサイズと重量を最小限に抑えるために、設計を最適化する必要があります。 燃料タンクの構造の一般的な性質は、従来の AM に特有の課題となっています。 それらは、ローアングル、エンクロージャー、薄い壁を備えた高アスペクト比、および構造的な剛性のために追加されたアイソグリッドを備えています。 従来の AM プロセスでは、タンクの高さが高くなるほど、変形やリコーターの衝突のリスクが高くなります。 その結果、多くの場合、従来の AM ソリューションではサポートがタンクの中央に配置されますが、これはタンクのエンクロージャーのために取り外すのが非常に困難です。

先端金属AM、Velo3Dによる Sapphire® プリンターは、サポートを除去するための大規模な後処理を必要としない燃料タンクを製造できます。 私たちの サポートフリー™ 印刷プロセスは、重要な軽量化も可能にします。 従来の製造では数か月かかるのに対し、すべて数週間で生産できます。 高度な金属 AM を使用して、タンクはアイソグリッドを組み込むように印刷され、構造の完全性を高め、印刷の滑らかさと均一性を確保して、応力の集中や亀裂の開始部位を回避します。

Velo3D が燃料タンクをどのように変革しているかを確認するには、以下のテーマに関する VeloVirtual プレゼンテーションをご覧ください。

https://youtu.be/RpsRHBtrAL8

In パート2 Velo3D の高度な金属 AM プロセスによって変換された、さらに XNUMX つのコア パーツ (スタティック ミキサー、ターボポンプ、シュラウド付きインペラー) を調べます。

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著者について

アミール・イライファル

コンテンツディレクター

Amir Iliaifar は Velo3D のコンテンツ ディレクターであり、Velo3D のグローバルなデジタル コンテンツ マーケティング イニシアチブの制作と配布を監督しています。 同社に入社する前は、大手プロ用ドローン メーカー、複数の SaaS 企業で自動車技術ジャーナリストとして働いていました。 ノースカロライナ大学チャペルヒル校でデジタルコミュニケーションの修士号を取得しています。