机械工程中的附加技术和3D扫描:7个成功案例



3D技术越来越成为俄罗斯主要工业展览会的焦点,这反映出企业愿意在其生产链中实施创新的3D解决方案。 因此,在2018年Metalworking展览会上,添加剂技术首先在单独的地点展示; 数字化生产已成为2018年7月在叶卡捷琳堡举行的Innoprom国际工业展览会的主题。

对于工程来说,作为俄罗斯经济的重要部门之一,新设备的开发和先进解决方案的应用极为重要。 3D技术完全可以满足这些需求。 通过改进,它们可以提高效率,使企业可以减少和简化流程并优化生产成本。

例如,在3D打印机上创建原型不需要像传统生产中那样花费数月,而只需花费几个小时。 在完成设计和批量生产产品时,可节省大量时间,从而降低了整个项目的成本。 由于使用了3D扫描仪和软件进行逆向工程和几何控制,因此平均节省了1.5倍的时间和金钱。

3D打印的好处


  • 具有任何复杂几何形状的零件的生产,都远远落后于传统方法的可能性。
  • 通过创建超薄壁,内部通道和仿生结构,优化产品参数,如精度和强度,以及减轻重量。
  • 加速并降低生产过程的成本:无需使用昂贵的设备,在某些情况下无需机械加工。
  • 提高小规模和定制产品生产的盈利能力。
  • 减少设计风险和错误,包括由于在后期设计阶段可能进行设计更改而引起的风险。
  • 通过使用高科技材料来管理产品的物理和机械性能。

使用3D打印解决工程中的任务


  1. 功能测试和原型制作。
  2. 生产用于测试产品设计的技术原型。
  3. 进行技术实验。
  4. 检查产品是否符合人体工程学。
  5. 创建用于铸造的主模型,包括失蜡和燃烧模型。
  6. 快速的模具生产。
  7. 生产用于模制热塑性塑料和轻质材料的模具的模具成型元件。
  8. 生产用于各种单元和组件的功能零件。
  9. 创建复杂的结构,包括坚固的结构,这些结构以前是由许多元素组装而成的。

工程公司的3D打印技术


  • 存款(FDM)。
  • 全彩色喷墨打印(CJP)。
  • 多功能喷墨打印(MJP)。
  • 激光立体光刻(SLA)。
  • 选择性激光熔化(SLM)。
  • 选择性激光烧结(SLS)。

3D扫描的好处


  • 高速扫描设备。
  • 实际使用中的准确测量。
  • 能够集成到自动化生产系统中
  • 不论大小,复杂性,材料或颜色如何,均可测量任何物体。
  • 工作简单方便。

使用3D扫描仪和专用软件解决的任务


  1. 逆向工程 (逆向工程),获得成品图纸。
  2. 在制造过程中对产品进行计量控制,磨损分析。
  3. 控制几何形状,变形和产品损坏。
  4. 质量控制
  5. 数字存档。

7个成功案例


液压阀块



准备用于3D打印的最终阀块CAD文件

由VTT和Nurmi Cylinders开发的新型液压阀块的设计已使用选择性激光熔化(SLM)技术进行了优化,从而节省了大量的重量,体积和材料。 结果,创建了重量比原始模型轻66%的产品。 得益于创新的设计,可以优化通过内部通道的流体流量并解决泄漏问题。

详细项目

气体混合器



使用SLM技术创建的全金属混合器的方案。 右下:原始的12元素模型

使用SLM Solutions设备的Jurec快速原型中心已经完成了一个升级液化气混合器的项目。 最初,该设备由12个零件组装而成,包括3个大零件-第一和第二法兰主体连接以及混合器插件。 选择性的激光熔化可以创建一个单一的实体,从而将零件的数量从12个减少到1个。 无需使用多种金属和法兰连接:只需在全金属外壳内切割螺纹即可,从而使搅拌机的重量从1.3千克减少到50克,生产时间减少了一半。 最后,生产的财务成本降低了73%。

金属3D打印的更多实际示例

声分离器



左:在3D打印机上打印的分为两部分的主表格。 右图:从硅胶模具上卸下成品。

OJSC的关注Okeanpribor OJSC(圣彼得堡)为俄罗斯海军制造通信系统,包括带有大量小部件的设备,例如,分离器-新型声纳天线的主要组件之一。 为了快速制造注塑零件,需要考虑使用采用CJP技术的专业3D打印机3D Systems ProJet 660Pro。 在3D打印机上生长模具,然后在其中填充硅树脂。 可以将其他任何材料倒入硅胶模具中,在这种情况下为聚氨酯。 结果,该公司收到了一种表格形式的表格-不仅是原型,还可以使用的原型。 使用标准方法实施该项目将需要几个月,但是由于有了3D打印机,天线的创建时间减少到了三周。

详细项目

燃气涡轮发动机组件



3D蜡模型和成品

美国Turbine Technologies,Ltd.公司 开发了安装了高压涡轮的内燃机的改型。 该公司购买了3D Systems ProJet MJP 3600W 3D打印机,用于蜡模型的3D打印,并在3-4天内收到成品。 蜡模型现在直接由3D CAD模型制成,Turbine Technologies铸造厂以更高的精度和更低的成本生产燃气涡轮发动机原型组件。

在熔模铸造中使用3D打印的更多实际示例

飞机行业的零部件



使用QuickCast技术使用光敏聚合物进行3D打印可以节省时间和金钱,因为它不需要昂贵的设备

Vaupell为可满足航空航天和国防工业订单的铸造厂开发制造解决方案。 借助立体光刻3D打印机3D Systems ProX 800,该公司得以从根本上提高生产效率。 打印机具有一种特殊的使用光敏聚合物的打印模式-QuickCast ,可复制零件的薄壁外壳,并且零件内部的空隙填充有网状结构。 QuickCast模型代替了传统的铸造模型,不需要昂贵的设备。 因此,该公司将铸造模型的成本降低了95%。

观看视频

控制泵壳的几何形状



衬里几何偏差图

IQB Technologies完成了一个项目,其中包括在加工后对泵壳进行3D扫描,并对泵壳进行单独的3D扫描,并带有衬里以控制涂层厚度。 在第一阶段,使用Creaform HandySCAN 700手持式3D扫描仪对产品进行数字化,然后获得泵壳的高多边形3D模型。 然后,专家在Geomagic Control X软件中执行了几何偏差控制 。 涂层表面上已发现的偏差会在外壳上产生额外的压力,因此会缩短其使用寿命。 该项目仅用了4个小时就完成了。

使用3D扫描仪进行质量控制的更多实际示例

水轮机叶轮逆向工程



涡轮机叶轮的3D扫描以进行后续逆向工程

Dependable Industries(温哥华铸造模型和工具的制造商)与3D Rev Eng的企业家Matthew Percival联系,以协助对径向轴水轮机的叶轮铸造进行逆向工程。 Geomagic Design X逆向工程程序使您可以在几个小时内创建具有复杂形状的模型,而使用传统技术则需要花费数周的时间。 得益于Geomagic Design X,逆向工程时间减少了50%,制造成本减少了48%。

详细项目

结论


3D技术有一些局限性。 这是设备和材料的高成本,知识不足,缺乏专家以及与传统技术链整合的困难。 今天的添加方法无法替代或替代经典技术,但它们证明了原型制作和小规模生产的经济利益,并成为制造复杂小零件的唯一可能的解决方案。 最终,通过使用三维打印,扫描和建模技术,可以更快地将新产品推向市场,从而提高了工程企业的竞争力。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN440896/


All Articles