Клапан - это устройство, которое используется для управления направлением, давлением и потоком жидкостей (жидкости, газа, порошка). Это важный управляющий компонент гидравлической системы, который широко используется в механических изделиях в таких областях, как нефтехимия, горнодобывающая промышленность, энергетика, здравоохранение, электроника, робототехника и т.д.
Появление и зрелость применения технологии 3D-печати металлом, а также интеллектуального программного обеспечения, такого как CFD и CAE, приводят к новым изменениям в конструкции и производстве клапанов.
Новое поколение облегченного гидравлического коллектора
Коллектор с гидрораспределителями представляет собой сложную интеграцию, в которой внутренние каналы пересекаются друг с другом, а впускное устройство является сложным.
Для традиционного коллектора с гидрораспределителями для изготовления коллекторов с внутренним пересечением необходимо просверлить отверстие, а затем заблокировать ненужное просверленное отверстие резьбовыми заглушками.
Но возможность утечки при таком способе изготовления, несомненно, существует. Кроме того, внутренние проходы, проложенные бурением, прямые и имеют поворот на 90 градусов. Согласно результатам анализа CFD (компьютерной гидродинамики), в некоторых областях будет проблема меньшего потока, а в некоторых - турбулентность.
(Моделирование жидкости с поворотом на 90 градусов)
Доктор Чжу И из Лаборатории аддитивного производства металлов Университета Чжэцзян (доцент, Государственная ключевая лаборатория гидравлических и электромеханических систем, Школа машиностроения, Университет Чжэцзян) в основном исследует, как 3D-печать металлом (технология порошкового слоя) применяется в инновационной конструкции гидравлических компонентов, и начинает сотрудничество с Eplus3D в этом направлении. На основе процесса аддитивного производства команда лабораторий, которую он возглавляет, изменяет конструкцию рабочего колеса и схему интерфейса традиционных гидравлических коллекторов, а также проводит испытания и постоянно оптимизирует работу.
(Гидравлические блоки, изготовленные традиционным методом / Гидродинамический анализ прямоугольных каналов)
(Гидравлические блоки, проточные каналы которых оптимизированы / Гидродинамический анализ изогнутого проточного канала)
(3D-печатные металлические гидравлические коллекторы)
Вес гидрораспределителей уменьшен с 1,5 кг до 0,98 кг, потеря веса до 35%. Объем уменьшен с 535 см3 до 116 см3, уменьшение объема до 78%.
Характеристики потока улучшаются за счет изменения траектории потока с прямым углом пересечения на плавный переход дуги. Следовательно, местная потеря давления уменьшается, когда масло проходит через путь потока.
Между тем, поскольку аддитивное производство металла может формировать сложную интегрированную структуру гидравлического коллектора, дополнительное технологическое бурение не требуется, что снижает риск утечки и улучшает характеристики и стабильность клапана.
В настоящее время в Государственной ключевой лаборатории гидроэнергетических и электромеханических систем Чжэцзянского университета работает около 10 исследователей и аспирантов. Команда опубликовала около 10 журналов SCI высокого уровня по инновационному дизайну и управлению процессами гидравлических компонентов для аддитивного производства металлов. Он подал (а также получил) 4 патента.
«Я надеюсь, что каждый сможет по-настоящему понять, что 3D-печать - это одна техническая система, от сбора цифровой информации до ориентированного на производительность цифрового дизайна и, наконец, до гибкой полной цепочки цифрового производства. Тот, кто овладеет этими инструментами, сможет разорвать оковы воображения, повысить эффективность, производительность и качество. ”
— Генеральный директор Eplus3D г-н Ли Тао
