Deniz tahrik sistemleri uzun süredir geleneksel üretim sınırlamaları tarafından kısıtlandı. Tasarım, prototipleme ve itkitörlerin hızlı bir şekilde işlenmesine izin vererek, 3D baskı geliştirme, veya offshore enerji platformları -tarihsel olarak gerekli işlem aylar, döküm ve manuel rework. Katkı, yaygın olarak 3D baskı olarak bilinen, bu manzarayı temel olarak değiştirdi.Bu makaleye göre karmaşık geometrilerin hızlı bir şekilde işlenmesine ve daha verimli bir şekilde baskıya yol açan mühendisler için 3D baskının geliştirilmesine olanak sağlayarak, 3D baskının azaltılmasına ve daha etkili bir şekilde azaltılmasına olanak sağlar.
Deniz Thruster Development'in Geleneksel Meydanları
Katkıların yaygın olarak kabul edilmesinden önce, iter gelişimi lineer, kaynak yoğun bir yol izledi. Tasarım iterations yavaştı çünkü her prototipin gerekli özel araç, kalıplar veya katı faturalardan CNC işlemesi gerekiyordu. Tek bir pervane veya nozul folyolar üretmek için haftalar sürebilir ve test sırasında keşfedilen herhangi bir tasarım kusuru, döngüyü yeni bir şekilde cesaretle teşvik etti.Bu şişenck cesur bir deneyi, başarısızlık maliyeti yüksekti.
Ayrıca, test genellikle fiziksel ton tankları veya açık su denemeleri ile sınırlıydı, bu da programlanması ve çalışma yeteneği olmadan, mühendisler sadece birkaç konfigürasyon test edebilir, birçok umut verici konseptleri patlamamış bırakabilirler.Deniz endüstrisi, daha ucuz ve daha esnek bir şekilde iterate'ye ihtiyaç duyuyordu ve 3D baskısı yanıt olarak ortaya çıktı.
3D Baskı Bu Meydanlara Nasıl Hizmet Ediyor
Katkı üretimi sert bir araçta bağımlılık ortadan kaldırır. Bir dijital 3D modeli doğrudan bir yazıcıya gönderilebilir ve saatler içinde tamamen işlevsel bir prototip hazırdır.BuurFLT:0) hız) dönüştürücüdür: Bir zamanlar uzun bir hafta sonu boyunca başarı elde edilebilir.TheurFLT:2).
Daha da önemlisi, 3D baskı, dördüşükümlü özgürlük)) ile bu şekillerin, soğutma kanalları gibi katın, hafif latti yapılar veya sensör konutlarının doğrudan parçasına fayda sağladığı, akıllı, enstrümanlı prototipler için olasılıkları genişleterek, bu şekilleri makineye kadar inşa edebilir.
Son olarak, 0:0) Nakliye[[Dönetici: 0,0)) Belirli bir hull şekli için tasarlanmış bir iter, işletim hızı veya çevresel durum yeniden ele alınmadan uyarlanabilir. Bu esneklik özellikle de otonom sualtı araçları (AUVs) gibi niş uygulamalar için değerlidir.
Maddenin Maddesi Olan İmalat Teknolojileri
Tüm 3D baskı süreçleri deniz iten bileşenleri için eşit derecede uygun değildir. Seçim, parçanın büyüklüğüne, gerekli gücü, yüzey bitirmek ve amaçlanan kullanımlara bağlıdır - işlevsel test veya operasyonel dağıtım için.
- [FONT=0)F used Deposition Modeling (FDM): ), Zayıf nozullar veya konut komplikeleri gibi büyük parçalar için pahalı ve ölçeklenebilir. Gelişmiş FDM malzemeler (p Polikarbonlar, ULTEM, naylon-karbon fiber kompozitler) kısa vadeli test için iyi bir güç ve kimyasal direnç sunar.
- [FONT:0)Stereolithography (SLA) ve Dijital Işık İşleme (DLP): [DFLT:1) Olağanüstü olarak düzgün yüzeyler ve iyi detaylar, hidrodinamik akışların kritik olduğu küçük pervaneler veya loşlar için ideal. Parçalar doğrudan akış görselleştirme çalışmalarında kullanılabilir.
- [FONT:0) Seçici Lazer Sintering (SLS): ), dayanıklı üretmek için plastik tabanlı tozları kullanın, destek yapıları olmadan izotropik parçalardır. SLS, orta yüklere dayanacak karmaşık iyonlar için mükemmeldir.
- [FONT:0)Direct Metal Laser Sintering (DMLS) / Elektron Kirişik (EBM): [DFLT:1), tam yoğun metal parçaları (stainless çelik, Inconel, alüminyum alaşımlar, titanyum) yüksek performanslı test ve hatta üretim için uygundur. Metal baskılı iterler zaten niş deniz uygulamaları ile dağıtılır.
Her teknoloji, prototyping iş akışında yerini alır. Ortak bir strateji, FDM veya SLS'yi kullanarak form, uygun ve temel işlevi doğru bir şekilde kullanmak için hızla iterate yapmaktır, sonra mekanik ve hidrodinamik doğrulama için son bir metal prototip üretir.
Thruster Prototipleme ve Testte Anahtar Uygulamaları
3D baskı sadece aynı eski parçaları üretmek için daha hızlı bir yoldur - tamamen yeni test metodolojileri ve performans rejimleri sağlar.
Blade ve Propeller Geometrileri Hızlılaştırma
Herhangi bir iterin kalbi, dönüşen bir pervane, bir Voith-Schneider cycloidal bıçaktır.Her geometrinin itikat, verimlilik, cavitasyon ve gürültü kullanımı üzerinde derin bir etkisi vardır. 3D baskı, mühendisler daha önce ortaya çıkan bir parametrik bıçaklar oluşturabilir, chord uzunluğu, skew ve rekreasyon.Bu, bir gecede basılır ve birkaç dakika içinde baskı yapılabilir.
Duct ve Nozzle Optimizasyon
Ducted iter (Kort nozulları, pompa jetleri), sert, değişken-toplama duvarları ve entegre bir Tirajları artırmak için dikkatli bir şekilde monte edilir.Süretimli betonlar, yarıçaplı ve diffüz açılarını eleştirel bir şekilde etkiler. 3D baskı, çekyatlı, değişken-stickness duvarları ve entegre bir Tirolar - hepsi tek bir inşada birden çok kanal tasarımları test edebilir.
Gerçek Zamanlı Veri için Tümleşik Sensör
Belki de en heyecan verici gelişmelerden biri, sensörleri doğrudan baskılı bileşenlere gömme yeteneğidir. 3D baskı sırasında, süreç baskı transdüserleri, termo çiftleri, su hatları veya hatta kablosuz telemetri modülleri eklemek için durdurulabilir. Baskı o zaman özgeçmişleri, bu tür verileri gerçek zamanlı olarak kullanan gerçek zamanlı olarak kullanan bir sabit bir sabitleyici prototipi verir - gerçek yükleri, yerel kalibrasyon olayları, termo mat imzaları - akışları rahatsız etmeden.
Akış-Loop ve Cavitation Test
Kalivitasyon için test edin - buharlı yüzeylerin oluşumu ve çökmesi ve verimliliği azaltın - iter dayanıklılık için kritik. 3D basılı metal veya polimer parçaları doğrudan kalibre tünellerine veya su tünellerine yerleştirilir.Çünkü birçok seçenek, nadiren elde edilen tasarım sınırlarını sistematik olarak değiştirebilir, araştırmacılar nadiren boşluk geometrisini bulabilir veya yanlışlıkla yapılandırma işlemini tekrarlayabilirler.
C ⁇ Akışkanlar Dinamikleri ile entegrasyon (CFD)
CFD uzun zamandır iter tasarımının bir temeli olmuştur, ancak tahminleri yalnızca geçerlilik verileri olarak iyidir. 3D baskı simülasyon ve gerçeklik arasındaki döngüyü kapatabilir.Tiddüller, doğrulanmış bir ağlayı mükemmel bir şekilde karşılaştırır ve sonuçları karşılaştırır. Diskrepancies, simülasyon modelinin daha güvenilir hale getirilmesi gereken alanları vurgulamaktadır.
3D Baslı Deniz Aletleri için Malzeme Yönleri
Deniz ortamları affedilmez: tuzsu korozyonu, biyofouling, UV maruziyeti ve döngüsel yüklere dayanabilecek malzemeler talep eder. Bununla birlikte, malzeme gereksinimleri biraz rahattır - test kampanyası için işleve ihtiyaç duyar, yıllarca hizmet seçimi.
- [FONT:0)Polymers (PLA, ABS, Naylon, P Polikarbonat): [Dönetici kontrolleri ve düşük yük akış testleri için uygun şekilde çalışır.
- [FONT:0)Carbon-Fiber-Reinforced Composites:[Dönetici: 1 ) FDM filamentleri, plastik karbon fiber veya PETG-karbon fiber gibi filamentler, alüminyumun bu kadar yakınında, onları itme konut veya montaj paraları gibi yapısal bileşenler için uygun hale getirir.
- [FONT:0) Metaller: [DÜDÜT:1] 316L paslanmaz çelik ve Inconel 625, deniz uygulamaları için iş birliğidir, mükemmel korozyon direnci sunar. alüminyum alaşımlar (AlSi10Mg, Al6061-equivalent) daha hafiftir, ancak uzun süreli tuzlu su maruz kalmaları için koruyucu kaplamalar gerektirir.
- [FONT:0]Ceramic-Filledwears: Yüksek sıcaklık veya aşındırıcı ortamlar için, seramikler (alumina, zirconia) binder jeton veya SLA ile yazdırılabilir ve sonra sinteredilir. Bunlar özel nozul veya yatak yüzeyler için nadir ama kullanışlıdır.
3D baskılı bir bölümün mekanik özelliklerinin, kritik test sonuçları için güvenen veya döküm bileşeninin sahibi olmayanlara aynı olmadığını belirtmek önemlidir.Anisotropy, katmanı temizleme ve post-processing (ısıltma tedavisi, HIPing) tüm bir rol oynar.
Vaka Çalışmaları: Eylemde 3D Baskı
Birkaç önde gelen deniz mühendisliği firması ve araştırma kurumu zaten 3D baskılarını kendi iter gelişim iş akışlarına entegre etti. İşte bu örnekler:
Southampton Üniversitesi - Open-Water Propeller Test
Southampton'ın Deniz Mühendisliği Bölümü'ndeki araştırmacılar, bir dizi kontrol edilebilir bir dizi pervane modeli üretmek için SLA baskı kullandılar. Baskılar 50 mikron içinde doğruydu ve sadece hafif bir şekilde kumlama gerekiyordu. Veriler, yeni bir test yönteminde ve yeni düşük çözünürlükte bir profil için test edildi.
Teksas'ın Thrustmaster - Büyük Üçlü Nozzle Prototipleme
Thrustmaster, küçük iterlerin üreticisi, metal eşdeğerlerinden daha az şey kabul etti, onları yeni nozlu geometriler için zamanlayıcı bir sistemle (örneğin, yüksek çözünürlükte test için metal baskı bölümleri) kullandı.
Wärtsilä - Azimuth Thruster Bileşenlerinin Hızlı Prototipleme
Wärtsilä'nun katkı üretim laboratuvarı, bir sonraki nesil iterleri elektrikli ve hibrit gemiler için geliştirmek için integral olmuştur.SLS-printed polimerleri DMLS-printed metal bıçakları ile birleştirir. Polimer kanal değişikliklerine göre, metal bıçakları dayanıklılık testi için kullanılırken, 2 haftadan sonra kompozitler için özel araç oluşturmak için 3D baskı kullandı.
Future Trends and Innovations
3D baskı teknolojileri olgun olarak, deniz iteneği gelişimi üzerindeki etkileri derinleşecektir. Birkaç trend bir sonraki inovasyon dalgasına yol açıyor.
Multi-Mal ve Gradient Baskı
Gelişen yazıcılar tek bir inşada birden fazla malzeme depolayabilir, sertten esnekliğe geçiş yapabilir veya sert bir şekilde dayanıklı yüzeylere sert temellere dayanıklı olabilir.Depresifler için, bu, yumuşak, kalibre edici bir kenar ve sert, yük taşımalı bir vücut için bir bıçak yazdırmak anlamına gelebilir.
HybridSubtractive Systems
3D'nin tek bir platformda CNC işleme ile entegrasyonu (örneğin, DMG MORI LASERTEC) hassas bitirme ile takip edilen parçaların doğrulanması için kritiktir.Bu, yüzeyleri taşıyan deliklerin veya O-ring olimpiklerin sıkı toleransları karşılaması gerekir. Hybrid systems, baskının yüzeyle bitirilmesi ve doğruluğunu birleştirir, test rigleri için hemen yüklemeye hazır parçalar üretmek için hazır olan parçalar üretmek.
Büyükr Volumes ve Faster Print Speeds Oluştur
Bir metreküpün üzerindeki endüstriyel yazıcılar ticari olarak mevcut hale geliyor, tam iter konutların baskısını veya hatta bir parçadaki tüm pervane montajlarını yapabiliyor. Yüksek hızlı sintering ve sürekli sıvı arabirim üretimi (CLIP) günlerce baskı süreleri azaltılıyor.Bu gelişmeler sadece prototipler için değil, özel iterlerin özel iterlerin özel iterlerin özelleştirilmesi için uygun maliyetli bir şekilde baskı yapmak için 3D baskı yapmaz.
Dijital Twins ve Real-Time Optimizasyon
Dijital ikiz teknoloji ile 3D baskı kombinasyonu güçlü. Bir iter simülasyon, baskılı, test edilebilir ve dijital modeli güncellemek için fiziksel test verileri beslenebilir ve bir sonraki nesil için revizyonlar sağlar.
Sürdürülebilirlik ve Genel Ekonomi
Ek olarak, birçok 3D baskı materyali (özellikle termoplastik) geri dönüştürülebilir ve doğrudan emisyonlara optimize edilebilir. Üretim için betonlar için optimize edilebilir ve yeniden kullanılabilir.Bu, deniz endüstrisinin büyüyen konsantreliği ile uyumludur.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
3D baskı, deniz itti geliştirme için stratejik bir olanak sağlayan bir yenilikden gelişti.Bir zamanlar inovasyonu yoğunlaştıran zaman ve maliyet engellerinden dolayı, büyük bir tahrik üreticilerini keşfetme yeteneğine sahip, üretime katkı sağlayan mühendisler, aylarca ölçülebilir kazanımlar elde etmek yerine zaten performans ve hıza kadar.
İleriye bakıldığında, çok boyutlu baskının devam eden maturasyonları, daha büyük inşaat hacimleri inşa etmek ve deniz mühendisliği aracına 3D baskı ekleyecek. Sonuç, sadece teknik olarak üstün olmayan yeni bir tahrik sistemleri olacak, ancak ayrıca deniz itenleri tasarlamak veya test etmek için daha hızlı bir şekilde.
[0]Daha fazla okuma için: [[DÜyetim:0)Wärtsilä'nin katkı maddeleri)[D Printing Media Network on denizciler, ve DÜŞÜNÜŞÜNÜye ait) [FLT: 6]