01 „Óumflýjanleg tenging“ milli neðansjávarbúnaðar og títanblendis
Landið okkar hefur miklar sjávarauðlindir og neðansjávarbúnaður þjónar sem mikilvægt tæki til að kanna hafið. Mikilvægi þess er-ljóst. Í árdaga var neðansjávarbúnaður að mestu úr járni-. Síðar, til að ná léttum, voru álblöndur mikið notaðar. Hins vegar, með framþróun stefnunnar um að verða hafveldi, þarf neðansjávarbúnaður að hafa getu til að-fjarlægðarsiglingar, langtíma-aðgerðir og djúps-siglingar. Títan málmblöndur skera sig úr vegna léttrar þyngdar, mikils styrkleika, tæringarþols og ó-segulfræðilegra eiginleika, sem gerir þær að kjörnum kostum fyrir burðarefni í neðansjávarbúnaði. Engu að síður er vinnsla úr títanblendi erfið og hefðbundnar vinnsluaðferðir hafa vandamál eins og lélega víddarnákvæmni, langa vinnsluferla og háan kostnað. Þetta veitir einnig pláss fyrir beitingu aukefnaframleiðslutækni, sem leysir ekki aðeins vandamálin í títan álvinnslu heldur bætir verulega framleiðslu skilvirkni og efnahagslegan ávinning.
02 Aukaframleiðslutækni: Frá fæðingu til þroska
Hugmyndina um aukefnisframleiðslutækni má rekja aftur til seint á 19. öld í Bandaríkjunum. Hins vegar, vegna tæknilegra takmarkana á þeim tíma, varð þessi hugmynd ekki að veruleika. Það var ekki fyrr en á níunda áratugnum sem bylting í há-varmasamrunatækni og hraðri frumgerðatækni lagði grunninn að þróun aukefnaframleiðslutækni. Síðan þá hefur þessi tækni þróast stöðugt og smám saman komið fram á sviðum eins og geimferðum, læknisfræði og bílaiðnaði, og er nú orðin ein af fremstu-lyklatækni í framleiðsluiðnaðinum. Kjarninn í aukefnaframleiðslutækni liggur í "lags-samsetningu"-lags. Það notar hitagjafa eins og leysigeisla, rafeindageisla eða boga til að bræða duft eða víra og smíðar þá lag fyrir lag samkvæmt þrívíddarlíkani og nær að lokum heildarmyndun íhluta. Þessi tækni brýtur ekki aðeins í gegnum takmarkanir hefðbundinnar framleiðslu heldur veitir hún einnig nýja lausn fyrir framleiðslu á flóknum mannvirkjum.
03 Notkun aukefnaframleiðslutækni í neðansjávar títanblendibúnaði
Nýstárleg framleiðsla á skrúfum:
Skrúfan er afgerandi knúningshluti neðansjávarbúnaðar. Í fortíðinni stóðu títan ál steyptar skrúfur frammi fyrir áskorunum vegna mikils kostnaðar og fyrirferðarmikils ferlis. Þegar framleiðslumagn var lítið, þótt vélræn vinnsla á þykkum plötum væri þægilegri, var efnisnýtingin afar lág. Árið 2017 unnu Damen Group, þýski skrúfuframleiðandinn Promarin, hugbúnaðarframleiðandinn Autodesk og Rotterdam Additive Manufacturing Laboratory (RAMLAB) saman og kláruðu með góðum árangri fyrstu þriggja-blaða nikkel-ál-bronsblendiskrúfu í heiminum (með þvermál 1,35 metra og 400 kílógramm vír) framleiðslutækni. Viðeigandi frammistöðupróf voru staðin og það hlaut vottun frá franska flokkunarfélaginu. China Shipbuilding Industry Group Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. notaði í sameiningu með Shaanxi Changlong Jiuzhou Metal Technology Co., Ltd. LMD tækni til að prufa-framleiða sjö-blaða títanálskrúfu (800 mm í þvermál og 30 kg að þyngd) og sækir nú um vottun frá kínverska flokksfélaginu. Í samanburði við hefðbundnar framleiðsluaðferðir sýnir aukefnaframleiðsla einstaka kosti í skrúfuframleiðslu og leysir mörg vandamál.
Bylting í framleiðslu á holum skeljum:
Holar skeljar eru meðal erfiðustu íhlutanna í neðansjávarbúnaði. Hin hefðbundna aðferð við að smíða hringa og sjóða þá saman hefur vandamál eins og mikla samsetningarerfiðleika, fjölmargar suðu, mikla suðuaflögun, lágt efnisnýtingarhlutfall og langan vinnslutíma. Fyrirtækið okkar hefur lokið tilraunaframleiðslu á holum skeljum með LMD tækni. Eftir prófun stóðst þessi hluti vélrænni frammistöðuprófið og ytri vatnsþrýstingsprófið með góðum árangri. Í samanburði við hefðbundnar vinnsluaðferðir hefur efnisnýtingarhlutfallið aukist úr 50% í 95%, vinnslutíminn hefur verið styttur úr 7 dögum í 1 dag, framleiðslukostnaður hefur lækkað um 20%, sem bætir verulega skilvirkni framleiðslu og efnahagslegan ávinning.
Könnun og tilraunir með þrýstihylki:
Í erlendum löndum framleiddi Breddermann teymið með góðum árangri GR5 títan álfelgur hálfkúlulaga skeljar með LMD tækni og framkvæmdi mat og prófanir á þeim til að kanna hugsanlega notkun þeirra í neðansjávarbúnaði. Rannsóknin leiddi í ljós að fínstilling á byggingarstefnu og innleiðing á stoðvirkjum gæti bætt víddarnákvæmni seinni lotunnar af heilahvelum. Bilunarprófin gáfu til kynna að þrýstings-burðargeta seinni lotunnar af heilahvelum hefði aukist verulega, sem gaf mikilvægar tilvísanir fyrir þróun neðansjávar títan álfelgur búnaðar.
04 „Hápunkturinn“ í tækni til viðbótarframleiðslu
Aukaframleiðslutækni er frábrugðin hefðbundinni vinnslutækni. Byggt á þrívíddarlíkönum, vinnur það í lögum, notar hitagjafa eins og leysigeisla, rafeindageisla eða bogastrauma til að bræða duft eða víra og byggir þá lag fyrir lag til að ná heildarmyndun íhluta. Við smíði neðansjávar títan álbúnaðar hefur þessi tækni augljósa kosti.
Sterk aðlögunarhæfni að stærð:
Laser sértæk bræðsla (SLM) tæknin, þó takmörkuð af rými tómarúmshólfsins, getur innlendur og erlendur búnaður náð yfir meira en 60% af íhlutum neðansjávarbúnaðar og með þróun tækninnar heldur myndunarstærðin áfram að aukast. Þó að leysirsamrunaútfelling (LMD) og arc additive manufacturing (WAAM) tækni hafi í grundvallaratriðum engar takmarkanir á stærð íhlutamyndunar, geta þær uppfyllt kröfur stórra íhluta og, eftir síðari fínvinnslu, geta uppfyllt kröfur um notkun búnaðar.
Mikilvægir kostir við framleiðslu á flóknum mannvirkjum:
Ef tekin eru skrúfur og holar skel sem dæmi, hefðbundin framleiðsluaðferð hefur mikinn kostnað, flókna ferla og litla efnisnýtingu. Með aukinni framleiðslutækni er hægt að leysa þessi vandamál og bæta framleiðslu skilvirkni. Til dæmis hafa sjö-blaða títanálskrúfur og holu skeljar sem fyrirtækið okkar hefur prufað-framleitt stórbatnað hvað varðar afköst, kostnað og vinnsluferil.
Efnissamsetning og frammistaða eru tryggð:
Rannsóknir hafa sýnt að títan álfelgur sem eru unnar með aukefnaframleiðslutækni geta uppfyllt staðlaðar kröfur um efnasamsetningu og vélrænir eiginleikar sumra vinnslu-tilbúinna GR5 títan álhlutahluta geta einnig uppfyllt staðlana. Þrátt fyrir að höggorkan sé lægri en járnsmíði, þá er heildarframmistaðan góð.
