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    案例l便携式液压动力装置制造商3D打印轻量级液压歧管
    点击:244|发布时间:2019-08-13

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    对于高压便携式液压动力工具的制造商来说,设计师希望尽可能让液压功率单元变得轻盈,而3D打印可以将部件数量减少到最少,并且使流体管线尽可能短。Jaws of Life便携式液压动力装置制造商就发现了应用金属3D打印的优势。

    重量减轻74%


    从小型轻型包装中传递高功率是便携式液压系统的主要优势之一。这些高功率的工具依赖于在高压下运行的液压系统,在紧凑的液压单元内产生以吨为单位的力,用于剪切,破碎或释放扭矩。对于制造商来说,制造高性能的液压系统是产品立足市场的一大竞争焦点。

    Jaws of Life便携式液压动力装置制造商通过金属3D打印技术制造了液压歧管,该歧管具有紧凑、轻质的特点,重量约为传统制造液压歧管的四分之一 。

    3D打印液压歧管的内部通道为圆形弯曲形状,与传统歧管中通过交叉钻孔加工方式而形成的尖锐弯角相比能够减少湍流现象,这使得3D打印液压歧管性能可与传统歧管相媲美,甚至超越传统产品。此外,通过金属3D打印制造的部件更小,比通过传统方法制造的部件更轻。

    左边是一个用于便携式装置的歧管,右边是3D打印的歧管,重量减轻了74%。 (图片来源Aidro )

    金属3D打印与机加工部件形成增材与减材两种不同工艺的鲜明对比,歧管部件的加工通常以固体金属块开始,通过机加工的方式将多余的材料切除。这项技术的局限性在于,如果要去除大部分多余的金属以减轻重量,这样做会增加相当大的加工成本,并且由于干涉的原因,有些部位的金属材料是无法通过机加工来去除的。

    根据3D科学谷的市场研究,机加工的局限性不仅仅体现在干涉因素,机加工无法实现随形的椭圆形或自由形状流体通道。常规歧管中的通道通常必须定位以防止交叉钻,并且还需要留出通道间足够的壁厚以提供足够的强度,通常需插入用于连接内部通道的辅助孔,以防止跨通道流动。

    粉末床金属熔融3D打印制造液压组件的优势包括:可以通过对加工工艺的控制提升晶体结构的性能,从而实现高强度的液压组件;通道设计可以在更小的空间内实现更大的流量;连接内部通道的通道不必从歧管外部加工,无需使用孔塞。

    3D科学谷Review


    金属3D打印在液压领域的应用正在像其在随形冷却模具领域的应用一样不断的深化。在3D打印液压零件实现量产方面,根据3D科学谷的市场研究,空客在液压件3D打印领域可谓是个野心勃勃的实践家,2017年3月30日,空客装载了首个3D打印液压件的A380飞机已试飞成功,这让空客看到了通过3D打印提高液压零件性能的机会。不过这个零件的制造过程是充满探索与曲折的,扰流板液压件是一个关系到飞机安全的关键部件,它的作用是控制空气断路或者扰流板。

    除了空客这样以实现量产为目标的,3D打印技术已成为多家液压系统制造商制造复杂液压零部件的选择,例如,工程和制造公司穆格MOOG,在金属3D打印液压零件领域的有着超过16年的探索经验,2017年另一家液压传动和控制领域的著名制造商派克汉尼汾(Parker Hannifin)在总部附近开设了“先进制造学习和开发中心”,工程师可以在该中心探索增材制造/3D打印的应用。

    2017年,雷尼绍还帮助路虎BAR帆船通过金属3D打印的液压系统零件提升性能,加工出内含光滑圆角的零件,大大提高流体传输的效率。

    另外一家公司,Domin Fluid Power也是3D打印液压领域的积极探索者。Domin Fluid Power制定了新的流体动力产品“稳定”设计的战略,这个战略建立在以金属3D打印技术作为制造方式的基础上。在此基础上,Domin公司对一些多年来都没有什么明显改变的液压流体动力零部件进行了重新设计与制造,包括直接驱动伺服液压阀。

    不过金属3D打印在液压零件方面的应用还需要与机加工以及热处理等后处理工艺相结合才能真正达到零件的性能要求。在3D打印完成后,多轴CNC加工中心为精加工关键特性提供了高度的精度,为了正常运转,表面光洁度也是另外一个重要的关键质量要求。圆柱体的顶面和底面存在临界平面度和平行度的精度要求,这都需要通过机加工来实现,在连接部位,还需要精密的螺纹磨削来进行加工操作。

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