增材制造技術在農業(yè)機械液壓歧管制造中的應用

近年來，增材制造技術在復雜液壓件制造領域的應用得到了發(fā)展,。在過去幾年中，我們看到了空客公司在推動3D打印飛機擾流板液壓件研發(fā)項目中所起到的積極作用,；了解到意大利賽車制造企業(yè)在賽車中使用增材制造的液壓系統(tǒng),；也看到了著名先進液壓件制造企業(yè)穆格在復雜液壓件設計創(chuàng)新與增材制造發(fā)面所做的全面探索，還看到另一家著名液壓傳動和控制系統(tǒng)制造商派克漢尼汾在其在總部附近開設了可以探索增材制造技術的“先進制造學習和開發(fā)中心”,。

圖片來源：aidro hydraulics

可以說金屬3D打印在液壓件制造領域的發(fā)展,，一方面受到了液壓件應用企業(yè)在輕量化與性能提升方面的需求的拉動。另一方面,，也得益于液壓系統(tǒng)制造企業(yè)在產品創(chuàng)新方面進行的嘗試與努力,。近日，3D科學谷看到,，在意大利液壓制造商aidro hydraulics公司的推動下,，3D打印液壓件制造技術正在進入到農業(yè)機械行業(yè)。

根據(jù)3D科學谷的市場研究,，增材制造技術對于國際上部分農業(yè)機械制造商來說并不陌生。例如,，德國農業(yè)機械制造商Amazone 曾通過拓撲優(yōu)化技術和voxeljet 公司的3DP 3D打印技術制造的砂模,、砂芯，從而制造出某款農業(yè)機械的大型輕量化機架鑄件,。美國農業(yè)機械制造商約翰迪爾（JOHN DEERE）在原型制造,，夾具制造以及備品備件制造中都應用了3D打印技術。

意大利液壓制造商aidro hydraulics公司生產的液壓閥體產品被應用在農業(yè)機械,、航空航天,、石油鉆進、汽車制造等工業(yè)領域,。aidro hydraulics在2017年正式推出了金屬3D打印液壓閥體產品,，農業(yè)機械行業(yè)也是該公司3D打印液壓產品的重點應用方向。

在應用金屬3D打印技術進行液壓產品創(chuàng)新時,，aidro hydraulics的增材制造團隊對于如何充分利用粉末床選擇性激光熔化金屬3D打印技術對農業(yè)機械中用到的液壓歧管進行優(yōu)化做了新的思考,。

aidro hydraulics 為農業(yè)機械客戶制造的3D打印液壓閥塊，打印設備為EOS M 290

圖片來源：aidro hydraulics

最終,，他們設計出與上一代傳統(tǒng)農機液壓歧管具有完全相同功能的產品,。該產品可以控制帶有兩個電磁閥和兩個先導式止回閥的雙作用氣缸。aidro hydraulics公司表示,，與傳統(tǒng)液壓歧管相比,，3D打印液壓歧管的重量減輕了75％，尺寸減少了50%。

農機3D打印液壓歧管的測試結果如下：

在壓力測試中運行良好,；
拉伸強度,、延伸率、沖擊韌性和硬度等力學性能均優(yōu)于傳統(tǒng)歧管,；
材料的密度是99.7％,；
3D打印液壓歧管的內部通道的圓形彎曲形狀與傳統(tǒng)歧管中通過交叉鉆孔加工方式而形成的尖銳彎角相比，能夠減少湍流現(xiàn)象,，這使得3D打印液壓歧管性能可與傳統(tǒng)歧管相媲美,，甚至超越傳統(tǒng)產品。

這些3D打印的液壓歧管打印材料為鑄造鋁合金材料 AlSi10Mg,，該材料具有良好的強度和熱性能,，并且重量輕。這類合金材料通常用于薄壁和復雜幾何形狀零件的制造,。

公開資料顯示,，我國液壓市場規(guī)模居全球第一，下游主要為工程機械和農機機械,。從液壓元件的下游應用需求占比來看,，工程機械液壓件占到液壓件總額近42.5%，農機約占21.28%,。在2012年時,，我國農機總產值就已達到3382.40億元，超越歐盟和美國,，成為全球第一農機制造大國,。

農業(yè)機械本身形態(tài)多樣，結構復雜,，工作條件惡劣,。農機對液壓元件有許多特殊要求，如可靠性高,。農機對液壓技術的需求主要包括節(jié)能技術,、靜液壓驅動技術和無泄漏技術等�,？蓱�用液壓件的農業(yè)機械涵蓋大功率拖拉機及其作業(yè)機具,、裝載機、清淤機,、平地機等基本建設機械,，大型植保機械、高產作物栽培和收獲機械,、農業(yè)機器人,、牧業(yè)機械等眾多產品類型,。

左圖為傳統(tǒng)液壓歧管，右圖為3D打印的液壓歧管,，圖片來源：aidro hydraulics

值得注意的是,，由于我國農民購買力低，限制了液壓技術在農業(yè)機械上的應用,。采用液壓技術的農機檔次提高了,，價格也隨之提高。為滿足國內市場需求,，主機廠不得不以降低配置,、改變配置來換取市場占有率。

而隨著我國新型城鎮(zhèn)化的推進,，未來我國農機補貼有望長期延續(xù),。這樣利好的大環(huán)境下，有利于推動農民對于更為先進的農業(yè)機械的需求,，也有利于我國農機行業(yè)繼續(xù)對液壓行業(yè)起到拉動作用,。同時，這對推動增材制造技術走進農機液壓件制造領域起到了積極作用,。

來源：3D科學谷