Nghiên cứu trường hợp hệ thống phân in 3D thép không gỉ 316L | Tối ưu hóa topology phân phối chất lỏng SLM
Xem cách một hệ thống phân hóa chất đã được thiết kế lại thành một bộ phận duy nhất bằng thép không gỉ 316L bằng cách sử dụng in 3D kim loại (SLM). Lắp ráp nhanh hơn 70%, giảm áp suất 30%, thời gian giao hàng 3 tuần, tiết kiệm chi phí 40% so với đúc. Kênh lưu thông nội bộ được tối ưu hóa bằng topology với không điểm rò rò.
Nghiên cứu trường hợp: Đường dẫn chất lỏng phức tạp
Thép không gỉ 316L | Đúc chọn lọc bằng tia laser (SLM)
Ứng dụng In 3D kim loại
1. Bối cảnh
Một nhà sản xuất thiết bị quy trình cần thay thế một bộ phân phối chất lỏng hàn nhiều mảnh được sử dụng trong các hệ thống bơm hóa chất. Thiết kế cũ bị ảnh hưởng bởi các điểm rò rỉ mãn tính tại khớp mặt bích, thời gian chờ đợi lâu và sự nhiễu dòng chảy do các kênh nội bộ góc 90° sắc nhọn. Gia công CNC truyền thống không thể tạo ra các đường dẫn dòng chảy nội bộ phức tạp cần thiết để có hiệu suất tối ưu, và đúc yêu cầu dụng cụ đắt tiền với thời gian chờ đợi 12 tuần.
2. Thách thức
Yêu cầu thiết kế bao gồm:
· 6 kênh song song cấp cho một bộ cấp duy nhất
· Đường dẫn dòng chảy nội bộ được tối ưu hóa để giảm nhiễu dòng và áp suất rơi
· Đế tích hợp mặt bích với mẫu lỗ bulông để lắp đặt trực tiếp lên hệ thống
· Chống ăn mòn đối với môi trường quy trình axit
· Giao hàng trong vòng dưới 4 tuần, không có đầu tư vào dụng cụ
3. Giải pháp
Bộ phân phối được thiết kế lại như một phần đơn thể bằng cách sử dụng tối ưu hóa cấu trúc và được sản xuất bằng Đúc chọn lọc bằng tia laser (SLM) từ thép không gỉ 316L. Các kênh dòng chảy nội bộ được thiết kế lại với các chuyển động trơn tru, cong tròn dần mà không thể sản xuất bằng phương pháp gia công.Vòng flange và thân chính được kết hợp thành một mảnh, loại bỏ tất cả các mối hàn và các điểm rò rỉ tiềm năng.
Hình 1: Bộ chia 316L in bằng SLM — cấu hình dọc 6 đầu ra với vòng flange tích hợp
4. Kết quả
· Giảm 70% — thời gian lắp ráp (1 phần so với 7 phần)
· Không có điểm rò rỉ — cấu trúc hoàn toàn liền khối
· Giảm 30% áp suất rơi — nhờ hình học bên trong được tối ưu
· Thời gian chờ: 3 tuần — từ CAD đến thành phẩm
· Tiết kiệm ~40% chi phí — so với tương đương đúc + gia công ở số lượng nhỏ
· Chứng nhận đầy đủ — 316L / ASTM A276, tuân thủ RoHS & REACH
“Bộ chia được thiết kế lại hiện đang được sản xuất hàng loạt, mang lại những lợi ích hiệu quả đo lường được cho hệ thống bơm hóa chất của người dùng cuối.”
Hình 2: Bộ chia 316L in bằng SLM — hình học đầu ra cong hữu cơ, đế flange liền khối
Chất liệu: Thép không gỉ 316L | Quy trình: SLM / In 3D kim loại | Ngành: Thiết bị xử lý