【壓縮機網(wǎng)】壓縮機可用于加熱和冷卻系統或其他工作流體循環(huán)系統中，高效且可靠的壓縮機系統能夠有效且高效地提供冷卻或加熱效果。

 

　　更穩定，更高效，通過(guò)實(shí)現更復雜的形狀，3D打印在實(shí)現帶輕量化結構的壓縮機部件開(kāi)辟了新的創(chuàng )新空間。

　　▲來(lái)源：艾默生

　　輕量化且高強度

　　根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，艾默生將3D打印應用于高強度的壓縮機部件制造。輕質(zhì)、高強度的壓縮機部件的主體部分帶有點(diǎn)陣結構的內部區域，點(diǎn)陣結構由3D打印實(shí)現，主體部分還通過(guò)3D打印實(shí)現了內部流體輸送通道，該流體輸送通道用于允許潤滑油流過(guò)壓縮機部件的主體部分。

 

　　3D打印-增材制造工藝不僅形成點(diǎn)陣結構，而且還形成中空通道或流動(dòng)路徑，包括那些具有復雜曲折路徑的內部區域。

 

　　此外，3D打印-增材制造工藝能夠在壓縮機部件的預定區域中形成固體材料的多孔區域。這樣的多孔區域可以類(lèi)似于泡沫材料，并且可以與具有重復的點(diǎn)陣結構區分開(kāi)（每個(gè)點(diǎn)陣晶格胞元都包括節點(diǎn)和橋結構）。因此，孔可以隨機地遍及多孔材料中。

 

　　流體流動(dòng)路徑可以被設計為多孔的，一種獲得足夠潤滑的方法是通過(guò)毛細作用。多孔材料可具有大于約1％至小于或等于約99％的孔隙率，流動(dòng)通道可以是高度多孔的，例如，具有大于約50％至小于或等于約99％的孔隙率。

 

　　多孔區域內的多個(gè)孔可以包括彼此敞開(kāi)的多個(gè)內部孔和外部孔，并形成從入口延伸至出口的連續的流路或通道?？资侵父鞣N尺寸的孔，包括所謂的“大孔”（直徑大于50nm的孔），“中孔”（直徑在2nm至50nm之間的孔）。）和“微孔”（直徑小于2 nm的孔），其中孔徑是指平均值或中值，包括內部和外部孔徑大小。

 

　　3D打印使得孔可以被隨機地布置在整個(gè)通道中，同時(shí)相互連接并允許流體從中流過(guò)。

 

　　3D科學(xué)谷Review

 

　　點(diǎn)陣結構作為一種新型的輕量化結構，具有良好的比剛度、比強度等力學(xué)性能。傳統加工工藝很難制造點(diǎn)陣結構，3D打印技術(shù)的快速發(fā)展使得點(diǎn)陣結構的制造更加具有可行性。

 

　　3D科學(xué)谷的谷.專(zhuān)欄《 增材制造點(diǎn)陣結構在壓力容器優(yōu)化設計中的應用》一文曾經(jīng)列舉了面向增材制造的點(diǎn)陣加筋一體化壓力容器的設計與分析案例，仿真技術(shù)作為正向設計體系中的核心技術(shù)，以產(chǎn)品性能驅動(dòng)設計為導向，可以快速、高效地解決設計各個(gè)環(huán)節中的工程難點(diǎn)問(wèn)題，為產(chǎn)品設計提供強有力的技術(shù)保障。

 

　　保證剛性的情況下，通過(guò)點(diǎn)陣可以巧妙的實(shí)現輕量化。

 

　　這方面，亞琛增材制造中心(ACAM)的研發(fā)成員Fraunhofer開(kāi)發(fā)了集成點(diǎn)陣夾芯結構的整體葉盤(pán)，研究人員開(kāi)發(fā)了集成點(diǎn)陣結構的整體葉盤(pán)的工藝鏈 – 從設計到增材制造，熱處理，數控銑削精加工后處理，再到質(zhì)量保證。有趣的是所采用的點(diǎn)陣結構在組裝期間可以支撐薄壁結構，并且可以在后處理數控機加工期間最小化振動(dòng)。

 

　　點(diǎn)陣不僅帶來(lái)了輕量化，還帶來(lái)了更好的熱交換性能。

 

　　根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，UTC聯(lián)合技術(shù)將3D打印技術(shù)應用于燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機部件的冷卻方案，包括在燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機部件的壁內部的點(diǎn)陣結構。通過(guò)點(diǎn)陣結構為燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機部件提供有效的局部對流冷卻，使得部件可以經(jīng)受通過(guò)核心流動(dòng)路徑的熱燃燒氣體的高溫。UTC聯(lián)合技術(shù)所設計的點(diǎn)陣結構可以適應于任何給定的燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機部件或部件的某個(gè)部分的特定冷卻需求。換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)改變點(diǎn)陣結構的設計和密度，可以調整以匹配外部熱負荷和局部壽命要求。

 

　　由于點(diǎn)陣的強大應用潛力，國際上點(diǎn)陣的應用正在走向智能化。

　　▲來(lái)源：ACAM-亞琛增材制造中心

　　ACAM-亞琛增材制造中心的研發(fā)成員Fraunhofer弗勞恩霍夫激光技術(shù)ILT，ACAM-亞琛增材制造中心的研發(fā)成員Fraunhofer弗勞恩霍夫工業(yè)技術(shù)研究所IPT以及EXAPT Systemtechnik公司和ModuleWorks公司組成了由BMBF資助的專(zhuān)家團隊，成功地開(kāi)發(fā)了智能增長(cháng)的點(diǎn)陣晶格結構，該結構幾乎自動(dòng)生成，并考慮了材料和機器的特定屬性，負載類(lèi)型和生產(chǎn)限制。

 

　　該方法的關(guān)鍵是一種算法，該算法允許晶格結構不遵循規則的模式，而是采取任何可自由定義的形狀，并分別適應組件體積的外殼。使用這種算法，將來(lái)也可以為自由形狀的幾何體提供智能的點(diǎn)陣結構。

 

　　總之，3D打印-增材技術(shù)的運用帶來(lái)了許多優(yōu)點(diǎn)，3D打印使得設計的自由度提升，可以實(shí)現更加復雜的幾何形狀。并且，因為消耗的材料更少，從而保護環(huán)境并降低成本。此外，使用增材制造工藝可以更經(jīng)濟地開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)更小，更復雜的功能零件，同時(shí)減少污染。

來(lái)源：3D科學(xué)谷