意大利Aidro Hydraulics利用3D打印技術(shù)制造液壓元件

來源：EOS

意大利液壓元件制造商Aidro Hydraulics已運(yùn)用增材制造技術(shù),，創(chuàng)造新一代液壓解決方案,。公司的目標(biāo)是超越傳統(tǒng)生產(chǎn)的極限,，特別是針對(duì)類似于歧管這樣的復(fù)雜元件,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)時(shí)間和更好的性能,。

AidroHydraulics于2017年引入EOS M290,，通過增材制造技術(shù),，能夠設(shè)計(jì)和打印具有復(fù)雜幾何形狀的定制解決方案。輕型緊湊型液壓產(chǎn)品可將多個(gè)部件集成為一體,，增材制造已被證明是理想的,，特別適用于特定應(yīng)用的小批量零件的生產(chǎn)。AidroHydraulics擁有超過35年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),，將增材制造視為未來發(fā)展的理想選擇,。為了充分利用增材制造的優(yōu)勢(shì)，該公司正在設(shè)計(jì)3D打印金屬護(hù)套,，可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)制作出原型,。

上圖顯示了3D打印不銹鋼歧管。這是一個(gè)如何使用不同的和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的液壓閥塊的例子,。通過將閥門放置在需要的地方,，根據(jù)需要連接這些閥門。此外,，閥塊的內(nèi)部通道進(jìn)行了優(yōu)化,，以改善流量和節(jié)省空間,，因?yàn)椴辉傩枰�開輔助工藝孔，所以也同時(shí)消除了流體外漏的潛在風(fēng)險(xiǎn),。

不僅如此,，Aidro Hydraulics還進(jìn)行了其他案例研究，通過與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法（鑄造和CNC）的比較,，分析了3D打印的優(yōu)點(diǎn),。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式從一塊金屬材料開始，通過傳統(tǒng)制造方法加工去除外部多余部分以獲得所需形狀,，然后鉆出供液壓流體流通的內(nèi)部管路,。想要精確地鉆出這些管路非常困難，管路需要在特定點(diǎn)準(zhǔn)確交匯,，但在一些“盲”鉆位置上,，管路時(shí)常無法精確對(duì)準(zhǔn)。此外,，鉆洞時(shí)需要開工藝孔并在最后加以密封,，這就導(dǎo)致組件有可能在工藝孔的位置發(fā)生泄漏。

而利用增材制造的生產(chǎn)方式,，通過液壓閥塊的內(nèi)部管道經(jīng)過了設(shè)計(jì)優(yōu)化,，內(nèi)部管路中的液流得到改善，整個(gè)閥塊的體積也比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的閥塊更小了,，潛在的液體泄漏問題也得以避免,。

另外，在整個(gè)加工流程下,，利用傳統(tǒng)制造方法從金屬塊加工到成品需要幾個(gè)月（從6到12個(gè)月）,，然而使用3D打印技術(shù)，液壓部件的打印將在幾天內(nèi)完成,。如果部件需要印刷或噴涂加工,，完成時(shí)間可能會(huì)增加1-2周。

就成本而言,，增材制造對(duì)于制造小批量,、小體積的液壓元件而言，制造成本明顯更低,。就原型而言,，3D打印允許您同時(shí)打印同一原型的不同型號(hào)。

液壓產(chǎn)品的材料必須具有足夠的強(qiáng)度和耐腐蝕性,，才能安全地處理液壓系統(tǒng)的高壓力,。最常見的材料是碳鋼，不銹鋼和鋁。3D打印能夠通過相同的生產(chǎn)流程提供更廣泛的材料選擇,。因此,，可以選擇不銹鋼（316L，17-4PH）,，鋁合金（AlSi10Mg）,，鈦合金（Ti6Al4V）,，高溫鎳基合金（IN625 或 IN718）或馬氏體時(shí)效鋼,。

在另一個(gè)特定的測(cè)試中，要重新設(shè)計(jì)3D打印的歧管,，以便打出更輕的物體,。增材制造所需的生產(chǎn)材料大量減少，閥門的最終重量減少了60％,。通過添加減壓筒,，減少不銹鋼閥產(chǎn)生直接操作壓力，而通常,，標(biāo)準(zhǔn)減壓閥由鍍鋅鋼制成,。此外，在壓力測(cè)試過程中,，3D打印閥提供了與傳統(tǒng)閥門相同的結(jié)果,。

Aidro Hydraulics使用鋁合金進(jìn)行3D打印
為了測(cè)試增材制造提供的各種材料，液壓閥采用不銹鋼,，鋁合金和馬氏體時(shí)效鋼進(jìn)行3D打印,。不銹鋼材料具有很高的抗腐蝕性，廣泛用于石油和天然氣以及海軍領(lǐng)域等特殊應(yīng)用,。鋁的特點(diǎn)是重量輕,，馬氏體時(shí)效鋼已知具有優(yōu)異的強(qiáng)度和硬度，而不會(huì)失去其延展性,。

“我們已經(jīng)看到的優(yōu)勢(shì)是,，輕量化的鋁合金，也許是最輕并具有良好的機(jī)械性能的材料,，”Aidro Hydraulics的CEO ValeriaTirelli表示,，“事實(shí)上，我們能夠設(shè)計(jì)和打印像普通的傳統(tǒng)歧管一樣250 bar的液壓歧管,。此外,，由于非常精確的設(shè)計(jì)，伴隨著深入的有限元分析研究,，我們成功地生產(chǎn)出可在更高壓力下工作的液壓元件解決方案,。在傳統(tǒng)的液壓領(lǐng)域，人們相信鋁合金不適用于高壓，但是由于AM和新的設(shè)計(jì)方法,，我們?nèi)〉昧朔浅：玫某晒�,。�?br />
AidroHydraulics主要使用不銹鋼和鋁合金,，特別是AlSi10Mg,，這是3D打印中最常見的鋁合金。另外,，即將推出F357鋁合金（AlSi7Mg0.6）不含鈹,。

“對(duì)于3D打印鋁合金，我們專注于優(yōu)化重量,，”ValeriaTirelli表示,， “例如，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)用于手持設(shè)備應(yīng)用的液壓歧管,，與傳統(tǒng)歧管相比,，我們實(shí)現(xiàn)了70％的重量減輕。不過,，我們也有興趣嘗試研究中心正在開發(fā)的新材料,。“