金屬3D打印?如何優化流體歧管？

金屬3D打印(yin)如何優(you)化(hua)流體(ti)歧管？

       流體(ti)(ti)歧(qi)管是連(lian)接兩個(ge)(ge)或(huo)多個(ge)(ge)流體(ti)(ti)管道或(huo)通道的部(bu)(bu)件(jian)。雖(sui)然概念上很(hen)簡單(dan)，但此類部(bu)(bu)件(jian)在所屬系統中發揮著重要(yao)作用。您(nin)可以采用提(ti)高流體(ti)(ti)歧(qi)管性能的方式來(lai)提(ti)升整個(ge)(ge)系統的性能。由于存在局限性，傳統制造(zao)工藝經(jing)常無法對(dui)流體(ti)(ti)歧(qi)管進行(xing)優化。重量和體(ti)(ti)積過大、尖角、滯流區和多個(ge)(ge)易漏連(lian)接點等問(wen)題很(hen)常見。

       金屬增材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(AM)能(neng)夠(gou)以傳(chuan)統制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)無法實(shi)現的(de)(de)方法優(you)化流體(ti)歧管。經(jing)增材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)優(you)化后的(de)(de)部件(jian)(jian)采(cai)用(yong)(yong)整體(ti)設(she)計，無需組裝(zhuang)操作(zuo)，能(neng)夠(gou)生產有(you)(you)機的(de)(de)薄壁形狀，還減少了最終組件(jian)(jian)的(de)(de)重量和體(ti)積。這(zhe)些優(you)勢在(zai)半(ban)導體(ti)設(she)備等(deng)應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)尤其有(you)(you)益，半(ban)導體(ti)設(she)備的(de)(de)特點是在(zai)潔凈環境中(zhong)封裝(zhuang)密實(shi)、快(kuai)速運動的(de)(de)組件(jian)(jian)，其包含許多流體(ti)管道。增材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)組件(jian)(jian)旨在(zai)提供(gong)更好的(de)(de)性能(neng)，在(zai)一(yi)些應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)，測得的(de)(de)干擾力最高降(jiang)低了90%。

       由于對流體歧(qi)管(guan)傳統制造的現有設(she)(she)計(ji)均(jun)是針對這些(xie)工藝的局限性而打造，因此(ci)通常(chang)效率較低。出于此(ci)原(yuan)因，我們建議從(cong)頭開始(shi)設(she)(she)計(ji)優化的增材(cai)(cai)制造歧(qi)管(guan)。不過(guo)，好消息是，通常(chang)只需(xu)要(yao)一到兩次設(she)(she)計(ji)迭代就(jiu)可(ke)以得到可(ke)用(yong)于增材(cai)(cai)制造的歧(qi)管(guan)設(she)(she)計(ji)。

增材制造流體歧管的示例

       增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)流(liu)體歧管用于各(ge)個行業(ye)中所(suo)用的(de)快速運動組件(jian)的(de)流(liu)體連接。在這些以性能為主的(de)環(huan)境中，增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)優(you)化所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)優(you)勢是關鍵。增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)造(zao)可(ke)以減(jian)輕重量來(lai)獲得更(geng)好的(de)慣性結果(guo)，消除尖角以更(geng)好地控(kong)制(zhi)(zhi)壓力下降(jiang)和(he)干(gan)擾，并通過(guo)最大程度(du)減(jian)少(shao)連接點來(lai)降(jiang)低泄漏(lou)風(feng)險。

推動流(liu)體歧管應用采(cai)用增材制(zhi)造的關鍵因(yin)素(su)

使用(yong)增材(cai)制造的(de)好處通(tong)常(chang)是(shi)相互關聯的(de)。無論項目(mu)的(de)主要(yao)目(mu)標(biao)是(shi)什么，例如(ru)因(yin)空(kong)間有(you)限而(er)進行(xing)包裝，都可以通(tong)過巧妙的(de)設計策略(lve)來實現(xian)所有(you)這些好處，令產品的(de)表現(xian)超越主要(yao)目(mu)標(biao)（例如(ru)，減輕重量(liang)和改善流動(dong)性）。推動(dong)流體歧管應用(yong)采用(yong)增材(cai)制造的(de)關鍵因(yin)素包括：

●輕量化

  輕量(liang)化對(dui)于快(kuai)速運動系統中的組件尤其有重大(da)影(ying)響，例如(ru)賽車和半導體設備，增(zeng)材制造設計策略可以減輕質量(liang)，同(tong)時(shi)保持或提高(gao)強度。

●薄壁

  增材制造(zao)可實現(xian)低(di)至0.3毫(hao)米(mi)的壁厚(hou)。生(sheng)產壁厚(hou)更薄的部(bu)件有助于降低(di)組件重量和(he)成本。

●有機形狀

  通過(guo)消除尖角，并(bing)將形狀從以制造為導向調(diao)整為以性(xing)能為導向，減少歧管(guan)內的(de)湍流(liu)和滯流(liu)區。

●減少部件數量(liang)并提高密封防漏性

  增(zeng)材制造能(neng)夠將多部件(jian)組(zu)(zu)裝件(jian)整合為更少(shao)的(de)甚至單(dan)個組(zu)(zu)件(jian)。通過(guo)減少(shao)或消除(chu)(chu)組(zu)(zu)裝作業(ye)，可以消除(chu)(chu)已知的(de)故障點，從而(er)提高可靠(kao)性(xing)和組(zu)(zu)件(jian)使(shi)用壽(shou)命。

壁厚低至0.3毫米

●形式追隨功能

  傳統制造(zao)(zao)具有一定的局(ju)限性。當歧管(guan)(guan)的設計專門針對傳統制造(zao)(zao)工(gong)藝時(shi)，必(bi)須相應地對歧管(guan)(guan)作出調整，這通常會增大部件原本所需的占用空間，或者必(bi)須降低(di)性能。采用增材制造(zao)(zao)，可以更加輕松地根據歧管(guan)(guan)預期功(gong)能的理論最(zui)佳(jia)形式來設計和制造(zao)(zao)歧管(guan)(guan)，從而提升(sheng)歧管(guan)(guan)性能。

可采用常用金屬：

?鈦合金等級5/23

?鉻鎳鐵合金718/625

?鋁

?不銹鋼316L

使用增材制造的好處

輕質部件

?無縫薄壁部件

?形(xing)式(shi)優(you)(you)化設(she)(she)計(ji)（包(bao)括為了(le)流(liu)體(ti)流(liu)動(dong)拓撲優(you)(you)化而采用(yong)生成(cheng)式(shi)設(she)(she)計(ji)軟件完成(cheng)的設(she)(she)計(ji)）

?功(gong)能優化設計（整合其他功(gong)能，如(ru)電纜導管、管夾等(deng)）

?通過簡(jian)化(hua)的生產(chan)流程縮短了產(chan)品(pin)上(shang)市時間

工作流程解決方案和最(zui)佳實踐

1.增材制造設(she)計提示

要充分利用增(zeng)材制造(zao)，針對增(zeng)材制造(zao)開(kai)展(zhan)設計(ji)非常重要。應當根據制約(yue)因素和(he)您希(xi)望實現(xian)的(de)理想功(gong)能開(kai)始設計(ji)，而不是修改現(xian)有設計(ji)使其適合增(zeng)材制造(zao)。在此基礎上通過在必要時添(tian)加材料(liao)(liao)來創建您所(suo)需(xu)的(de)形式(shi)和(he)功(gong)能。這(zhe)一點與傳統制造(zao)方(fang)式(shi)中在不需(xu)要的(de)位置移除(chu)材料(liao)(liao)的(de)方(fang)法(fa)不同。

2.文件準備

恰當的文件準備(bei)同(tong)時考慮了打(da)印(yin)流(liu)程和后處(chu)理二者。請記住，未來(lai)某些(xie)操作可(ke)能(neng)會受限，因(yin)此應該相應地作出(chu)計劃。例如(ru)，無法對內(nei)部特(te)征執行(xing)NC操作，因(yin)此您可(ke)以想想在(zai)這(zhe)一(yi)點(dian)上(shang)如(ru)何設計部件或準備(bei)文件，以便完美(mei)解(jie)決(jue)此

問題。很多時候(hou)，更改設(she)計

3.打印設置和參數

3D Systems直接金(jin)屬打(da)印(DMP)解決方案的(de)參(can)數經過驗證(zheng)，可以為(wei)用(yong)戶提(ti)供內置(zhi)增(zeng)材制造(zao)專(zhuan)(zhuan)業知識，向任何增(zeng)材制造(zao)熟(shu)練程(cheng)度的(de)用(yong)戶推薦使用(yong)。對于專(zhuan)(zhuan)業參(can)數解決方案，建議咨詢3D Systems應用(yong)創新小組的(de)專(zhuan)(zhuan)家獲取最(zui)佳(jia)結果。

4.后處理

關于(yu)為您的應用(yong)量身(shen)定(ding)制(zhi)的后(hou)處(chu)理(li)建議，我(wo)們建議您與應用(yong)創新小(xiao)組的專(zhuan)家合作。一般情況(kuang)下，我(wo)們建議使用(yong)液(ye)體來清潔(jie)和(he)拋光，因為液(ye)體清潔(jie)和(he)拋光工藝更適合采(cai)用(yong)增材制(zhi)造生(sheng)產(chan)的有機(ji)形狀。此(ci)外，我(wo)們強烈建議從后(hou)處(chu)理(li)環節中獲取相關反饋，并使用(yong)這些見解來改善和(he)改進(jin)部件設計或(huo)文件準備兩個方面。

5.解(jie)決(jue)方案組成部分

打印機

3D Systems金屬3D打(da)印(yin)機可以作為打(da)印(yin)歧管(guan)的解決方案(an)。

軟件

3DXpert?是3D Systems的集成式增(zeng)材制(zhi)造工作流程軟件(jian)，涵(han)蓋從設計和(he)文件(jian)準備到打(da)印(yin)設置和(he)參數的所(suo)有流程。

材料

?鈦合金等級5/23（分別為LaserForm Ti Gr5 (A)和(he)LaserForm Ti Gr23 (A)）：高(gao)強度重量(liang)比；耐腐(fu)蝕(shi)性強

?鉻鎳鐵(tie)合金718/625（分(fen)別為LaserForm Ni718 (A) andLaserForm Ni625 (A)/(B)）：在高溫(wen)環(huan)境中保持強(qiang)度(du)

?鋁（LaserForm AlSi10Mg (A)、LaserForm AlSi7Mg0.6(A)和LaserForm AlSi12 (B)）：重量(liang)非(fei)常輕(qing)

?不銹鋼(gang)316L (LaserForm 316L (A))：常見工業材(cai)料、耐腐蝕性強、易(yi)拋光

6.成功的關鍵因素

合適的增(zeng)材(cai)制(zhi)造解決(jue)方(fang)案只是(shi)確保成功的一(yi)個因素。如何上(shang)手、集成和實施增(zeng)材(cai)制(zhi)造都對取得成功有影(ying)響(xiang)。

上(shang)手(shou)–培養(yang)一名(ming)技術能手(shou)

擁有至少一名經過培訓(xun)(xun)的內部增材制(zhi)造專家對于公司成(cheng)功(gong)采用增材制(zhi)造大有幫助。3D Systems通過應用創(chuang)新小組提供(gong)各種培訓(xun)(xun)，讓您(nin)的技術能(neng)手跟(gen)上步(bu)伐，幫助您(nin)開(kai)啟良(liang)好開(kai)端。

整合–專家主導技(ji)術轉讓和部門(men)間(jian)溝(gou)通

為(wei)(wei)了您能夠以(yi)最快的速度利用增材制造進行生(sheng)產(chan)，3D Systems的技術轉(zhuan)讓服(fu)務可為(wei)(wei)您提供專(zhuan)家主(zhu)導的產(chan)品開發(fa)支(zhi)持(chi)，以(yi)進行增材制造和后處理(li)，然后將(jiang)文檔和知識轉(zhuan)移到您的生(sheng)產(chan)場所。為(wei)(wei)確保輕松生(sheng)產(chan)，設(she)計師(shi)、增材制造專(zhuan)家和后處理(li)專(zhuan)家之(zhi)間定期溝通至(zhi)關重要。

實施–總體擁有成本

增材制造能夠提升性能，并(bing)通過其帶(dai)來(lai)的(de)好處（例如減少(shao)部(bu)件數量和(he)組裝工(gong)作）延長整(zheng)個系統的(de)使(shi)用壽命(ming)。因此，成(cheng)功實施(shi)增材制造在于將過去部(bu)件所花費的(de)成(cheng)本轉為(wei)整(zheng)體附加價值。

增材(cai)制造能(neng)夠提升性能(neng)，并通過其帶來的好處（例如減少部件數量和組裝工作）延長整個系統的使(shi)用壽命。因此，成(cheng)(cheng)功實施(shi)增材(cai)制造在(zai)于將過去部件所(suo)花費的成(cheng)(cheng)本轉為(wei)整體附加價值(zhi)。

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