Table of Contents
הדפסה FDM 3D בהנדסת הנחתים: הדפסת חלקים קורוזיים-Resistant Parts
הסביבה הימית היא אחד התנאים התפעוליים האגרסיביים ביותר עבור כל רכיב מונדס.מלח, לחות קבועה, תנודות טמפרטורה, ודימום ביולוגי במהירות מחיתול במהירות ופולימרים רבים, המוביל לחיים בשירות קצר, תחזוקה תכופה, ועלויות תפעוליות גבוהות. Fuse Deposition Modeling (FDM) הדפסה 3D) התפתחה כטכנולוגיה טרנספורמטיבית עבור מהנדסים ימיים המבקשים לייצר מותאם אישית, קורוזיאוסטרו-res-אי עם חלקים קשים יותר, אשר מדגישים פוטנציאליים של תכונות גבוהות יותר, לחץ דם, לחץ דם גבוה, ואפקטיביים, ואפקטים, אשר מדגישים פוטנציאליים של תכונות מהירות גבוהה של תכונות הרסניות, לחץ דם 3D.
מדוע הנדסה ימית דורשת את קורוזיון-Resistant Parts
כלי שיט ימיים, פלטפורמות offshore ותשתיות החוף לפעול בתנאים מאיצים את ההשפלה החומרית.מלח פועל כמו אלקטרוליט, קידום קורוזיה גליונית במכות.קרינת UV מדגמת הרבה פלסטיק, בעוד מחזורים תרמיים חוזרים וסטרס מכני להתפשר עוד יותר על שיטות ייצור מסורתיות כגון machining, ליכוד, והזרקה לעתים קרובות דורשות כלי יקר וזמני להוביל, מה שהופך את זה קשה לייצר בעיות נמוכות או נמוך של תרכובות על ידי גירוי טבעי על ידי גירוי במיוחד על ידי גירוי טבעי של תכונות של חום.
חומרים מרכזיים עבור מחתרת קורוזיה ב-FDM הדפסה
בחירת החומרים היא הצעד הראשון הקריטי בהבחנה מוצלחת של חלק ימי.לא כל סדקים הדפסה תלת מימדיים מתאימים לחשיפה למים מלוחים.חומרים הבאים הוכיחו יעילות עבור יישומים ימיים, כל אחד עם תכונות נפרדות.
פוליקרבונט
Polycarbonate הוא חזק, קשיח תרמופלסטי ידוע ההתנגדות השפעה יוצאת דופן ויציבות ממדית טובה.זה מציע התנגדות מתונה למים המלח וכימיקלים, מה שהופך אותו מתאים לחיקות מבניות, מחסנים, ודיור כי חייב לעמוד במתח ללא סדק.מחשב גם מציג ספיגה מים נמוכה בהשוואה לסדקים מבוססי ניילון, אשר מסייע לשמור על דיוק חד ממדי בסביבות לחות או תת-ממות.
ABS
ABS הוא עבודת הדפסה של FDM במשך עשרות שנים.זה מספק כוח השפעה טוב, קשיחות והתנגדות קורוזיה מתונה. ABS הוא שימושי במיוחד עבור רכיבים פנימיים, טיהור, אבטיפוס הדורשים בדיקות מכניות לפני הייצור הסופי.המגבלה העיקרית שלו היא רגישות UV; חשיפה ממושכת לשמש עלולה לגרום לחיסולים.
בסביבה הקרובה של Marine-Grade Filaments
ההתקדמות המשמעותית ביותר בדפוסי FDM ימיים מגיעה מתרכובות מונדסות. ⁇ אלה משלבים פולימר בסיס (לעתים קרובות PETG, PC, או ניילון) עם חיזוקים כגון סיבים פחמן, סיבים זכוכית, או Kevlar. הסיבים להגדיל באופן דרמטי את חוזקם של עשרות, קשיחות, ויציבות ממדית תוך צמצום לחות.חלק מהמות מציעים ניסוחים שתוכננו במיוחד לשימוש ימי, עם תוספות אשר משפרות, כגון עמידות ל-UV, ו-NX) ל-Fireligicial (מסוגים) כדי צמצום עמידות ל-Firelix-Firelix-Fireligine).
PETG
PETG היא בחירה פופולרית בקרב מהנדסים ימיים מכיוון שהיא מאזן את הקלות של הדפסה, עלות וביצועים.יש לה התנגדות כימית טובה, ספיגה במים נמוכים, ויציבות UV טובה יותר מאשר ABS. PETG אינה פולטת את השפע החזק הקשור הדפסה, מה שהופך אותו מתאים לסביבות משרדיות או סדנה.ד חלקי הדפסה לשמור על גמישות והשפעה אפילו במים קרים.
היתרונות של FDM 3D הדפסה עבור חלקי הנחתים
התאמה ללא כלי
שיטות ייצור מסורתיות דורשות תבניות יקרות, מת, או CNC לתקןs. עבור יישומים ימיים שבו חלקים הם לעתים קרובות אחד או מיוצר בקבוצות קטנות - כגון otler nozzles מותאם אישית, חזיות מיוחדות עבור צניח, או רכיבים רטרוfit עבור כלי שיט ישנים - העלות וזמן של כלי הם איסור. FDM מבטל את המחסום הזה מהנדסים יכול לשנות עיצובים CAD לייצר את החלק המעודכנים בתוך ימים או שבועות, לא שבועות.
פשטות מהירה וההרסה
ציוד הנחתי לעתים קרובות עובר בדיקות שדה נרחבות.ד הדפסה FD 3D מאיצה את מחזור ההסתברות.חלק יכול להיות מודפס, נבדק על כלי שיט, משתנה בהתבסס על תצפיות בעולם האמיתי, ו reprinted בתוך יום אחד.תהליך זה מאפשר אופטימיזציה מהירה יותר של גיאומטריה, משקל וכוח, ובסופו של דבר מוביל עיצובים חזקים יותר.
מורכבות Geometries for Performance
הדפסה FDM יכולה לייצר ערוצים פנימיים, מבני צמיגים, וצורות אורגניות בלתי אפשריות או יקרות ביותר כדי להשיג עם שיטות תת-טרקטיות. לדוגמה, ערוצי קירור בתוך חרטה, קל משקל דבש ממותקל משקל מופחת ללא כוח הקרב, או פרופילים אווירודינמיים עבור חסמים תת-ימיים הם כולם נגישים.
על חלקים של ספאר
Vessels הפועלים באזורים מרוחקים או פרוסים במשימות ארוכות לא יכול להרשות לעצמם לחכות זמן קצר לחלקים חלופיים.דפסת FD 3D מאפשרת על גבי לוח או על גבי מחיקת חלקי חילוף באמצעות קבצים דיגיטליים המועברים אלקטרונית.זה מקטין את דרישות אחסון מלאי ומבטיח כי רכיבים קריטיים - רבי מכרים, שסתום, מטפלים, מחברים דוקטרקטים, מארגני כבלים - זמינים במידת הצורך, אפילו עבור ציוד ישן או מיושן.
צמצום הפסולת
ייצור מסורתי כרוך לעתים קרובות חיתוך חומר משמעותי מבלוק מוצק.ד. הדפסה מוסיף חומר רק במידת הצורך, עם פסולת מינימלית. עבור חומרים יקרים ברמה ימית, זה מתורגם ישירות חיסכון בעלויות. כמה פולימרים ניתן למחזר או מגובש, עוד יותר צמצום ההשפעה הסביבתית.
יישום מפתח של FDM 3D הדפסה בהנדסת הנחתים
פרופ' פרוטוטיפטציה ובדיקת
עיצוב propeller הוא תהליך רב עוצמה הדורש ניתוח דינמיקות נוזלי חישובי נרחב ואימות פיזי.FDM הדפסה מאפשר למהנדסים לייצר מודלים בקנה מידה של עיצובים חדשים של דחף ימים, באמצעות חומרים כגון פוליקרבונט או filaments מלאים מורכבים אשר מתנגדים לכוחות ה Bending ו torque של השקיות מבחן. אלה יכולים להיות מצוידות בקנה מידה קטן או מעבדה עבור ביצועים נמוכים יותר יכול להיות מוערך.
קורוזיה-Resistant Brackets and Mounts
בכל כלי שיט, חזיונות וצמחים מאובטחים, חיווט, חיישנים, אורות וציוד ניווט.חלקים אלה נחשפים כל הזמן ללחות, תרסיס מלח, וטטיטציה. pDM-printed brackets שנעשו מ PETG או זכוכית מלאת ניילון מציעים עמידות דלק קורוזיה מעולה על כריות פלדה, הדורשות צבע או גליון הדפסה.
Fittings ו- Connectors
מערכות ניכוד וחשמל לעתים קרובות דורשות מחברים לא סטנדרטיים כדי להתאים את רטרופיטות או חלקים לא סטנדרטיים. אלה מתאימים חייבים לחתום כראוי והתנגדות ללחץ וחשיפה כימית ממי הים או נוזל קירור. הדפסה FDM מאפשר ייצור מהיר של מותאם אישית T-fittings, אדפטיטים, ו flanges מחומרים עמידים כימיים כמו פוליקרבונט או PGET. כאשר מיועד עם סובלנות מתאימה וחתומה עם סיליקון עם סיליקון עם סיליקון ימי, או סיליקון, יכול להיות מודפס עבור שנים אלה.
Hull Components for Testing and Development
אדריכלים ימיים ומהנדסים ימיים בונים עיצובים חדשים של צמח להשתמש במודלים בקנה מידה עבור בדיקות טנקים ואימות חישובי.FDM 3D הדפסה מאפשר את ייצור של צורות hull מורכבות, כולל מחסנים טרימרן, bulbous קשתs, ורד hulls, הדפסה אחת ללא הדפסה חלקים יכול לשלב חסון, כדוריות, תאים ומדכאים כדי לשפר את הסימולציות בפועל.
פול ד"ר ו-ROV Components
כלי רכב המופעלים מרחוק וכלי רכב תת-ימיים דורשים חלקיקים קלים, קורטוזיים-resistant חלקים. FDM הדפסה משמשת לדיורים דחף, תחנות מצלמה, מנדר הזרועות, ומסגרות תשלום. חומרים כמו ניילון מלא זכוכית או פחמן-Fiber-reinforced-reinforced מספק את יחס כוח-ל-משקל הכרחי.
כלי הנחתים וג'יג'ס
מתקני Shipyards ותיקון נהנים מכלים מודפסים ומתקנים. Custom clamping Jigs עבור Welding, מדריכי קידוח עבור מיקום חור מדויק, ותיקוןי הרכב עבור צינורות מתאים כל הזמן וטעייה. כלים אלה נחשפים ל- grease, שמן, ומים אבל לא דורשים את אותה הסמכה כמו חלקי קבע.FDM הדפסה עם חומרים עמידים מספק שירות דומה לכלי מתכת בשבריר של זמן ולהוביל.
תוצאות חיפוש > תוצאות חיפוש > פנים ו-Surface Ending for Marine Parts
לחלקים המגיעים למדפסת יש מרקם משולש אופייני.בעוד שזה מקובל על רכיבים פנימיים רבים, חלקים חשופים על כלי שיט עשויים לדרוש עיבוד לאחר כדי לשפר את עמידות קורוזיה, לאטום את פני השטח ולספק מראה מקצועי.
- (ב) ⁇ :0 ⁇ ו- חלק: 1FLT:1 , קווי שכבתי עם גרגר עדין יותר בהדרגה מקטין את העגפיים פני השטח ויוצר בסיס לציפויים.
- (FLT:0)Epoxy ציפוי: 1FLT 1 יישום שכבה דקה של epoxy כיתה eses resin כיתה eses epoxy resin חותם את החלק ומוסיפה קשיחות, התנגדות UV, וסוף מבריק.
- (ב) ⁇ :0 (Paint: FigFLT:1 ; איורים פוליאורטיים של הנחתים מספקים הגנה נוספת UV וכימיקלית. A Primer המיועד לפלסטיק מבטיח דבקות.
- (ב) ⁇ :0) ,Vapor חלקה: 1FLT:1hil; עבור חלקי ABS, חשיפת ההדפסה ל-Acetone vapor ממיס את השכבה החיצונית ויוצר משטח חלק וממים זהה לפלסטיק שנזרק.
- (FLT:0) ,Sealing עם Cyanoacrylate:03: 1 החל על superglue דק על פני השטח של PETG או חלקי מחשב יכול לחתים שורות שכבתיות ולשפר את עמידות לחות.
אתגרים ב-FDM 3D הדפסה עבור הנדסה ימית
הגבלות חומריות
למרות התקדמות, לא פולימרים מודפס FDM תואם את עמידות המים לטווח ארוך של נירוסטה גבוהה נירוסטה פלדה, טיטניום, או ברונזה. עבור חלקים הדורשים עמידות קורוזיה קיצונית או שירות עתיר, thermoplastic מודפס עשוי לא להיות מתאים. מהנדסים חייבים להעריך בזהירות את הסביבה התפעולית ואת חיי העיצוב עבור כל יישום.
דרושים Post-Processing
כאמור, חלקים ימיים רבים נהנים מציפוי פני השטח.זה מוסיף זמן ועלויות עבודה. עבור חלקים גדולים, לאחר עיבוד עשוי להיות לא מעשי.מחקר מתמשך נועד לפתח סדקים עם UV-in-inated והתנגדות כימית הדורשים טיפול נוסף.
כוח מכני בתנאים
כמה חומרים תרמופלסטיים סופגים מים לאורך זמן, מה שמוביל לנפיחות, נוקשות מופחתת, ובסופו של דבר embrittlement. כי סדקים המבוססים על ניילון הם רגישים במיוחד.מהנדסים חייבים לבחור חומרים עם שיעורי ספיגה במים נמוכים ועשויים לכלול תכונות ניקוז בעיצוב חלקי.
הדפסת חלקים גדולים
רכיבים ימיים יכולים להיות גדולים - מחצבים עבור צינורות, ירידים של הירך, או לוחות מבניים.דפסת גודל מיטה על מדפסות FDM סטנדרטיות עשויים לדרוש פיצול החלק לתוך חלקים וחיבור אותם לאחר הדפסה, אשר מציג נקודות פוטנציאליות חלשות.מדפסות בפורמט גדול ומערכות FDM תעשייתי (כגון אלה מ BigRep או Modix) לטפל חלקית זה, אך עלות וזמינות נותרו מגבלות.
אישור וסטנדרטים
מרכיבים ימיים חייבים לעתים קרובות לעמוד בדרישות החברה הסיווג (למשל, הרישום של לויד, DNV GL, ABS) כיום, רוב החלקים המוערכים FDM אינם נושאים הסמכה רשמית עבור יישומים מבניים או קריטיים בטיחותיים. מהנדסים משתמשים בחלקים מודפסים בעיקר עבור Prototyping, תמיכה לא-structural, וכלי.ה התעשייה פועלת לקראת הקמת סטנדרטים עבור תוספים בייצור מערכות יחסים ימיות, אך מוסמך עבור רכיבים עדיין מוגבל.
כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות
הפוטנציאל של הדפסה FDM 3D בהנדסה ימית ממשיך להתרחב ככל חומרים חדשים ותהליכים להופיע. חוקרים חוקרים חוקרים לחקור סדקים המבוססים על ביולוגית שבוצעו מ אצות או ע"י חומרים מצופים כי מתנגדים באופן טבעי לשיבושים ימיים. התפתחויות אחרות כוללות שילוב של חיישנים ישירות לחלקים מודפסים עבור ניטור בזמן אמת של מתח או קורוזיון.
מדפסות תעשייתיות בקנה מידה גדול המסוגלות להדפיס חלקים שלמים של hull או מודולים הסיפון נבדקים במספנות.מערכות אלה משתמשות extruders ed-fed שיכול לעבד פלסטיק ממוחזר מזרמי פסולת ימיים, היישר עם מטרות הקיימות של התעשייה. כמו הטכנולוגיה בוגרת ונתיבי הסמכה לפתח, FD 3D הדפסה יעברו מכלי ו prototy לתוך הייצור של רכיבים ימיים.
ניתוח עלויות-Benefit עבור יישומי הנחתים
עבור מהנדסים ימיים להעריך הדפסה FDM 3D, המקרה הכלכלי משכנע בתרחישים ספציפיים.הטכנולוגיה היא היעילה ביותר עבור חלקים בעלי ערך נמוך, מורכבים גבוה שבו כלי מסורתי יהיה יקר באופן בלתי חוקי.היכולת לייצר אבטיפוס, תיקוני מבחן, ומצעים מתאימים אישית על הביקוש להפחית עלויות מלאי ולמחוק כמויות מינימום של סדר מראה כי הייצור הקטן אפילו 10-50 חלקים זולים יותר מאשר CNCD.
היתרונות הבלתי מוחשיים - זמן מהיר יותר לשוק, גמישות עיצוב, וצמצום זמן - לעתים קרובות עולים על ההבדל הישיר בעלות חלקית.עבור כלי שיט הפועלים במקומות מרוחקים, היכולת להדפיס חלק על גבי לוח בתוך שעות ולא ימים או שבועות עבור משלוח הוא יתרון מכריע.על חיי כלי שיט, העלות הכוללת של הבעלות על רכיבים מודפסים יכולה להיות נמוכה משמעותית מאשר עבור מתכות עקב תקלות קורוזיות מופחתות ותחזוקת עבודה.
שיקולים מעשיים ליישום הדפסה FDM במבצעי הנחתים
עבור ארגונים חדשים לייצור תוספים, אימוץ הדפסה FDM עבור חלקים ימיים דורש תכנון.
- (FLT:0) בחירת Machine:FLT:1 מדפסות Open-frame מתאימים לחומרים כמו PETG, PLA ו- ABS. מדפסת סגורה נדרשים עבור פוליקרבונט והתמחויות מיוחדות הדורשות תאים מחוממים יציבים.
- (FLT:0) אחסון אווירי: 1FLT:1 , רבים משקעים ברמה ימית הם Hygroscopic אחסון נכון בקופסאות יבשות או מפוסקים הוא חיוני כדי למנוע לחות כי degrades הדפסה איכות.
- (FLT:0) ,Calibration וכוונון:FIRLT:1 ; Achieving שכבה עקבית של דבקות ודיוק ממדי דורש ריצוף מדפסת קפדני.
- (FLT:0) עיצוב לייצור תוספים: FLT:1 לא כל עיצובים המתאימים לטיפוח או הזרקת עובש תרגם היטב ל- FDM מהנדסים צריך ללמוד כללי עיצוב עבור FDM, כולל אופטימיזציה אוריינטציה, תמיכה מבנה מיניזציה, ובחירת דפוס infill.
- (FLT:0) בקרת איכות: 1FLT (ב) עבור חלקים חשופים או טעון, אימות ממדי, בדיקות כוח, ובדיקת דליפות עשוי להיות הכרחי.
מסקנה
הדפסה FDM 3D ביססה את עצמה כשיטת מעשית ויעילה עבור ייצור חלקים עמידים קורוזיה בהנדסת ימיים.מ אבטיפוסי מניעה להתאמה אישית, רכיבים hull לכליינג, הטכנולוגיה מאפשרת ייצור מהיר של חלקים עמידים לעמוד בסביבה הימית הקשה.עם ספרייה הולכת וגוברת של חומרים מיוחדים ושיפורים מתמשכת בטכנולוגיית הדפסה וטכניקות לאחר עיבוד, FMD הוא יעיל יותר למהנדסים מתקדמים יותר, אשר יהפכו למהנדסים מתקדמים יותר, אשר יהפכו למהנדסים מתקדמים יותר, והופכים למהנדסים מתקדמים יותר, אשר מפעילים, אשר מפעילים, והופכים לגמישות יעילה יותר, והופכים למהנדסים מתקדמים יותר, והופכים למהנדסים מתקדמים יותר, אשר יהיו גמישים מתקדמים יותר, והופכים למהנדסים מתקדמים יותר, אשר מספקים, עם ספריית ייצור יעיל יותר, אשר מפעילים, והופכים למהנדסים מתקדמים של כלי ייצור יעיל יותר, עם כלי ייצור יעיל יותר, אשר מפעילים, אשר מפעילים, אשר מפעילים, אשר יהפכו למהנדסים מתקדמים של כלי ייצור יעיל יותר, אשר יהיו גמישים מתקדמים של ציוד ייצור יעיל יותר, והופכים למהנדסים מתקדמים של ציוד ייצור יעיל יותר, עם ספריית ייצור יעיל יותר, אשר מספקים עבור כלי ייצור יעיל יותר, אשר יהיו גמישים מתקדמים של ציוד ייצור יעיל יותר,