01 "Sambungan Yang Tidak Dapat Dielakkan" Antara Peralatan Bawah Air dan Aloi Titanium
Negara kita mempunyai sumber marin yang banyak, dan peralatan bawah air berfungsi sebagai alat penting untuk meneroka lautan. Kepentingannya jelas-sendiri. Pada zaman awal, peralatan bawah air kebanyakannya diperbuat daripada-bahan berasaskan besi. Kemudian, untuk mencapai ringan, bahan aloi aluminium digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan strategi menjadi kuasa maritim, peralatan bawah air perlu mempunyai keupayaan-navigasi jarak jauh, operasi-panjang dan-operasi air dalam. Aloi titanium menonjol kerana beratnya yang ringan, kekuatan tinggi, rintangan kakisan dan sifat bukan{10}magnet, menjadikannya pilihan ideal untuk bahan struktur dalam peralatan bawah air. Walau bagaimanapun, pemprosesan aloi titanium adalah sukar, dan kaedah pemprosesan tradisional mempunyai masalah seperti ketepatan dimensi yang lemah, kitaran pemprosesan yang panjang dan kos yang tinggi. Ini juga menyediakan ruang untuk aplikasi teknologi pembuatan aditif, yang bukan sahaja menyelesaikan masalah dalam pemprosesan aloi titanium tetapi juga meningkatkan kecekapan pembuatan dan faedah ekonomi dengan ketara.
02 Teknologi Pembuatan Aditif: Dari Lahir hingga Pembangunan
Konsep teknologi pembuatan aditif boleh dikesan sejak akhir abad ke-19 di Amerika Syarikat. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh keterbatasan teknikal pada masa itu, idea ini tidak direalisasikan. Sehingga tahun 1980-an barulah kejayaan dalam-teknologi gabungan terma tenaga tinggi dan teknologi prototaip pantas meletakkan asas bagi pembangunan teknologi pembuatan aditif. Sejak itu, teknologi ini terus berkembang dan muncul secara beransur-ansur dalam bidang seperti aeroangkasa, perubatan dan automotif, dan kini telah menjadi salah satu-teknologi utama termaju dalam industri pembuatan. Teras teknologi pembuatan aditif terletak pada "pemasangan lapisan-oleh-lapisan". Ia menggunakan sumber haba seperti laser, pancaran elektron atau arka untuk mencairkan serbuk atau wayar dan membinanya lapisan demi lapisan mengikut model tiga-dimensi, akhirnya mencapai pembentukan keseluruhan komponen. Teknologi ini bukan sahaja menembusi batasan pembuatan tradisional tetapi juga menyediakan penyelesaian baharu untuk pembuatan struktur kompleks.
03 Aplikasi Teknologi Pembuatan Aditif dalam Peralatan Aloi Titanium Bawah Air
Pengilangan Kipas Inovatif:
Kipas adalah komponen pendorong yang penting bagi peralatan bawah air. Pada masa lalu, kipas tuang aloi titanium menghadapi cabaran kos tinggi dan proses yang menyusahkan. Apabila jumlah pengeluaran adalah kecil, walaupun pemprosesan mekanikal plat tebal adalah lebih mudah, kadar penggunaan bahan adalah sangat rendah. Pada tahun 2017, Damen Group, pengeluar kipas Jerman Promarin, pembekal perisian Autodesk dan Makmal Pembuatan Tambahan Rotterdam (RAMLAB) bekerjasama dan berjaya menyiapkan tiga-nikel bilah-alinium aluminium baling-baling (dengan diameter 1.35 meter dan berat) pertama di dunia menggunakan teknologi pembuatan arc. Ujian prestasi yang berkaitan telah diluluskan, dan ia menerima pensijilan daripada Persatuan Klasifikasi Perancis. China Shipbuilding Industry Group Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. bersama-sama dengan Shaanxi Changlong Jiuzhou Metal Technology Co., Ltd. menggunakan teknologi LMD untuk mencuba{14}}menghasilkan baling-baling aloi titanium tujuh bilah (dengan diameter 800 mm dan berat 30 kg), dan sedang memohon pensijilan daripada Persatuan Kelas China. Berbanding dengan kaedah pembuatan tradisional, pembuatan aditif menunjukkan kelebihan unik dalam pembuatan kipas dan menyelesaikan banyak masalah.
Kejayaan dalam pembuatan cangkerang berongga:
Cengkerang berongga adalah antara komponen yang paling mencabar dalam peralatan bawah air. Kaedah tradisional menempa cincin dan mengimpalnya bersama-sama mempunyai masalah seperti kesukaran pemasangan yang tinggi, banyak kimpalan, ubah bentuk kimpalan yang besar, kadar penggunaan bahan yang rendah, dan masa pemprosesan yang lama. Syarikat kami telah berjaya menyelesaikan pengeluaran percubaan cangkerang berongga menggunakan teknologi LMD. Selepas ujian, komponen ini berjaya melepasi ujian prestasi mekanikal dan ujian tekanan air luaran. Berbanding dengan kaedah pemprosesan tradisional, kadar penggunaan bahan telah meningkat daripada 50% kepada 95%, masa pemprosesan telah dipendekkan daripada 7 hari kepada 1 hari, kos pembuatan telah dikurangkan sebanyak 20%, meningkatkan kecekapan pembuatan dan faedah ekonomi dengan ketara.
Penerokaan dan eksperimen kapal tekanan:
Di negara asing, pasukan Breddermann berjaya merekacipta cengkerang hemisfera aloi titanium GR5 menggunakan teknologi LMD dan menjalankan penilaian dan ujian ke atasnya untuk meneroka potensi aplikasinya dalam peralatan bawah air. Penyelidikan mendapati bahawa mengoptimumkan arah pembinaan dan memperkenalkan struktur sokongan boleh meningkatkan ketepatan dimensi kumpulan kedua hemisfera. Ujian kegagalan menunjukkan bahawa tekanan-keupayaan galas kumpulan kedua hemisfera telah meningkat dengan ketara, memberikan rujukan penting untuk pembangunan peralatan aloi titanium bawah air.
04 "Sorotan" Teknologi Pembuatan Aditif
Teknologi pembuatan aditif berbeza daripada teknologi pemprosesan tradisional. Berdasarkan model tiga-dimensi, ia memproses dalam lapisan, menggunakan sumber haba seperti laser, pancaran elektron atau arus arka untuk mencairkan serbuk atau wayar dan membinanya selapis demi selapis untuk mencapai pembentukan keseluruhan komponen. Dalam pembinaan peralatan aloi titanium bawah air, teknologi ini mempunyai kelebihan yang jelas.
Kebolehsuaian yang kuat kepada saiz:
Teknologi pencairan terpilih laser (SLM), walaupun terhad oleh ruang ruang vakum, peralatan domestik dan asing boleh meliputi lebih daripada 60% komponen peralatan bawah air, dan dengan perkembangan teknologi, saiz pembentukan terus meningkat. Walaupun teknologi pemendapan gabungan laser (LMD) dan pembuatan aditif arka (WAAM) pada dasarnya tidak mempunyai sekatan pada saiz pembentukan komponen, ia boleh memenuhi keperluan komponen besar dan, selepas pemprosesan halus berikutnya, boleh memenuhi keperluan penggunaan peralatan.
Kelebihan penting dalam pembuatan struktur kompleks:
Mengambil kipas dan cangkerang berongga sebagai contoh, kaedah pembuatan tradisional mempunyai kos yang tinggi, proses yang rumit, dan penggunaan bahan yang rendah. Dengan teknologi pembuatan aditif, masalah ini dapat diselesaikan, dan kecekapan pengeluaran dapat dipertingkatkan. Contohnya, tujuh-kipas aloi titanium daun dan cangkerang berongga yang syarikat kami telah percubaan-dihasilkan telah bertambah baik dalam prestasi, kos dan kitaran pemprosesan.
Komposisi dan prestasi bahan dijamin:
Kajian telah menunjukkan bahawa komponen aloi titanium yang diproses oleh teknologi pembuatan aditif boleh memenuhi keperluan standard untuk komposisi kimia dan sifat mekanikal beberapa bahagian aloi titanium GR5 yang disediakan oleh proses juga boleh memenuhi piawaian. Walaupun tenaga impak lebih rendah daripada tenaga penempaan, prestasi keseluruhannya adalah baik.
