316L SLM 3Dプリントモノリス3ウェイバルブボディー | マルチポートフランジバルブケーススタディ
SLM金属3Dプリント技術で製造された一体化3ウェイバルブボディー、3つの統合されたフランジポートを備えています。一体構造、CFDで最適化された内部流路、ゼットガスケット、40%の重量軽減、リードタイム3週間。プロセスおよび化学サービスにおける多部品鋳造+溶接バルブアセンブリーに取って代わります。
ケーススタディ:モノリススリーウェイバルブボディ
316Lステンレス鋼 | SLM | 統一フランジ付き多ポートバルブボディ
金属3Dプリンティングアプリケーション
1. 背景
プロセス設備メーカーは、PTFEガスケットでボルト留めされた3つの鋳造部品から三路化学バイパスバルブを組み立てていました。多部品構造はガスケットで慢性的な漏れ経路が発生し、鋳造部品のリードタイムが長く、内部流路には圧力損失を引き起こす複数の90°の曲がりがありました。漏れ経路を排除し、流効率を向上させるため、統一流路と統一フランジを持つモノリスバルブボディが必要でした。
2. 課題
設計要件には以下が含まれます:
· 単一のモノリスボディ内に3つの統一フランジ付きポート(DN80、DN80、DN50)
· 従来のボルト留め組み立ての3つの90°の曲がりに代わるCFD最適化内部流路
· ASME B16.5準拠のボルト穴パターンで、ドロインフランジ互換性
· 流路上でのガスケット、ボルト継手ゼロ — 完全に溶接なし構造
· 圧力等級PN40、50バールの静水圧試験で漏れなし
3. 解決策
三路バルブボディは、3つのポート間をスムーズに接続するCFD最適化内部流路チャネルを持つ単一のモノリス部品として再設計され、316Lステンレス鋼で選択的レーザー溶融(SLM)によって製造されました。3つのフランジ、本体、内部流路、ボルト穴は1つの連続部品として印刷されました — 鋳造物も、溶接部も、湿潤経路へのガスケットもありません。フランジ面はASME B16.5表面仕様に仕上げ加工され、標準配管への直接ボルト締めが可能です。最適化された内部流路により、90度の曲がりが3つから1つに減少し、その間には滑らかな接線移行があります。
図1:SLM印刷された316L三方弁本体 — 3/4ビュー、2つのDN80フランジと1つのDN50フランジを表示、完全に一体型
図2:同じ弁本体の側面 — ASME B16.5に準拠したボルト穴パターンを持つ大きなフランジ面

図3:上面ビュー — 開いたフランジを通して見える内部CFD最適化流路チャンバー

図4:側面プロファイルビュー — 全体のボディエンベロープと3つのポート軸を表示
4. 結果
· 40%の重量削減 — 対従来の3ピース鋳造+ボルト組立
· 流路にガスケットなし — 完全一体化、リーク経路なし
· 30%の圧力降下低減 — CFD最適化による内部流れ
· 50barで完全密封 — 各ユニットの水圧試験で確認
· ASME B16.5フランジ互換 — 既存配管の直接交換可能
· リードタイム:3週間 — CADから機械加工、据付け可能ボディーまで
“バルブから6つのガスケットと3つのボルト継手を排除しました。最初の6ヶ月のサービスコールはゼロに減少し、流効率も大幅に向上しました。”
素材:316Lステンレススチール | プロセス:SLM / 金属3Dプリンティング | 用途:一体化3ウェイバルブボディー

