【案例】 3D打印技術(shù)用于制造農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓歧管

近年來(lái),，增材制造技術(shù)在復(fù)雜液壓件制造領(lǐng)域的應(yīng)用得到了發(fā)展。在過(guò)去幾年中,，我們看到了空客公司在推動(dòng)3D打印飛機(jī)擾流板液壓件研發(fā)項(xiàng)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(jìn)液壓件制造企業(yè)穆格在復(fù)雜液壓件設(shè)計(jì)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(dòng)和控制系統(tǒng)制造商派克漢尼汾在其在總部附近開設(shè)了可以探索增材制造技術(shù)的“先進(jìn)制造學(xué)習(xí)和開發(fā)中心”,。

可以說(shuō)，金屬3D打印在液壓件制造領(lǐng)域的發(fā)展,，一方面受到了液壓件應(yīng)用企業(yè)在輕量化與性能提升方面的需求的拉動(dòng),，另一方面，也得益于液壓系統(tǒng)制造企業(yè)在產(chǎn)品創(chuàng)新方面進(jìn)行的嘗試與努力,。意大利aidro hydraulics就是一家這樣的企業(yè),。在該公司的推動(dòng)下，3D打印技術(shù)正逐漸被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè),。

▲aidro hydraulics 為農(nóng)業(yè)機(jī)械客戶制造的3D打印液壓閥塊,，打印設(shè)備為EOS M 290

市場(chǎng)研究顯示，增材制造技術(shù)對(duì)于國(guó)際上部分農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商來(lái)說(shuō)并不陌生,。例如，德國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商Amazone 曾通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)和voxeljet 公司的3DP 3D打印技術(shù)制造的砂模,、砂芯,，從而制造出某款農(nóng)業(yè)機(jī)械的大型輕量化機(jī)架鑄件。美國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)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(yīng)用了3D打印技術(shù),。3D科學(xué)谷延伸閱讀：案例 l 3D打印砂模解決輕量化大型鑄件快速制造的挑戰(zhàn)

意大利液壓制造商aidro hydraulics公司生產(chǎn)的液壓閥體產(chǎn)品被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械、航空航天,、石油鉆進(jìn),、汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域,。aidro hydraulics在2017年正式推出了金屬3D打印液壓閥體產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)也是該公司3D打印液壓產(chǎn)品的重點(diǎn)應(yīng)用方向,。

在應(yīng)用金屬3D打印技術(shù)進(jìn)行液壓產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí),，aidro hydraulics的增材制造團(tuán)隊(duì)對(duì)于如何充分利用粉末床選擇性激光熔化金屬3D打印技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械中用到的液壓歧管進(jìn)行優(yōu)化做了新的思考。

▲傳統(tǒng)液壓歧管（左）和3D打印液壓歧管（右）

最終,，他們?cè)O(shè)計(jì)出與上一代傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)液壓歧管具有完全相同功能的產(chǎn)品,。該產(chǎn)品可以控制帶有兩個(gè)電磁閥和兩個(gè)先導(dǎo)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打印的液壓歧管重量減輕了75％，體積下降了50%,。其測(cè)試結(jié)果如下：

· 在壓力測(cè)試中運(yùn)行良好
· 拉伸強(qiáng)度,、延伸率、沖擊韌性和硬度等力學(xué)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(nèi)部通道的圓形彎曲形狀與傳統(tǒng)歧管中通過(guò)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(chǎn)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(qiáng)度和熱性能，并且重量輕,。這類合金材料通常用于薄壁和復(fù)雜幾何形狀零件的制造,。

公開資料顯示，我國(guó)液壓市場(chǎng)規(guī)模居全球第一,，下游主要為工程機(jī)械和農(nóng)機(jī)機(jī)械,。從液壓元件的下游應(yīng)用需求占比來(lái)看，工程機(jī)械液壓件占到液壓件總額近42.5%,，農(nóng)機(jī)約占21.28%,。在2012年時(shí)，我國(guó)農(nóng)機(jī)總產(chǎn)值就已達(dá)到3382.40億元,，超越歐盟和美國(guó),，成為全球第一農(nóng)機(jī)制造大國(guó)。

農(nóng)業(yè)機(jī)械本身形態(tài)多樣,，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，工作條件惡劣。農(nóng)機(jī)對(duì)液壓元件有許多特殊要求,，如可靠性高,。農(nóng)機(jī)對(duì)液壓技術(shù)的需求主要包括節(jié)能技術(shù)、靜液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)和無(wú)泄漏技術(shù)等�,？蓱�(yīng)用液壓件的農(nóng)業(yè)機(jī)械涵蓋大功率拖拉機(jī)及其作業(yè)機(jī)具,、裝載機(jī)、清淤機(jī),、平地機(jī)等基本建設(shè)機(jī)械,，大型植保機(jī)械、高產(chǎn)作物栽培和收獲機(jī)械,、農(nóng)業(yè)機(jī)器人,、牧業(yè)機(jī)械等眾多產(chǎn)品類型。

值得注意的是,，由于我國(guó)農(nóng)民購(gòu)買力低,，限制了液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用。采用液壓技術(shù)的農(nóng)機(jī)檔次提高了,，價(jià)格也隨之提高,。為滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，主機(jī)廠不得不以降低配置,、改變配置來(lái)?yè)Q取市場(chǎng)占有率,。

而隨著我國(guó)新型城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，未來(lái)我國(guó)農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼有望長(zhǎng)期延續(xù),。這樣利好的大環(huán)境下,，有利于推動(dòng)農(nóng)民對(duì)于更為先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械的需求，也有利于我國(guó)農(nóng)機(jī)行業(yè)繼續(xù)對(duì)液壓行業(yè)起到拉動(dòng)作用,。同時(shí),，這對(duì)推動(dòng)增材制造技術(shù)走進(jìn)農(nóng)機(jī)液壓件制造領(lǐng)域起到了積極作用。

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來(lái)源：3D科學(xué)谷