時間縮短98%,，印度海軍開始利用3D打印快速制造船上備件

2020年4月9日,，南極熊從外媒獲悉,，印度海軍已與印度3D打印服務局think3D合作,，幫助他們通過增材制造按需生產(chǎn)備件，適用于陸上和海上情況,。

由于使用舊的進口機械,，備件故障對于印度海軍來說是一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題,。 印度海軍與think3D合作，試圖通過替代3D打印備件并按需更換來解決此問題,。 think3D已向印度海軍提供了各種3D打印備件,，所有零件均已成功測試并整合到其機械中。 該公司分享了一個案例,，是使用3D打印件替換離心泵葉輪,，這是船舶運行的關鍵部件。

海軍艦船上的離心泵葉輪,，think3D拍攝的照片

為舊機器采購零件的困難

海軍艦船上存在的大部分機器都是很老的,，并且是從其他國家進口的。因此,，每當零件損壞時,，為這些機器采購備件可能是一個漫長的過程，并且在收到零件之前會耽誤很長時間,。對于海軍來說，這是昂貴的,，因為它在更換備件之前只能讓機器保持空閑,。海軍迫切需要迅速更換船上的離心泵葉輪，這就是一個例子,。

葉輪是離心泵的旋轉(zhuǎn)部件,，它負責通過從旋轉(zhuǎn)中心向外加速流體來將能量從電動機傳遞到被泵送的流體。在船舶上,，它用于將水泵到船舶的各個部分,，以滿足常規(guī)用水需求。葉輪通常根據(jù)要泵送的液體量而具有不同的形狀和尺寸,，它們需要長時間高速旋轉(zhuǎn),。

這些葉輪的故障給印度海軍造成了重大問題。這些故障通常是由于旋轉(zhuǎn)過程中葉輪眼的位移以及海水中撞擊葉輪的異物引起的,。當葉輪高速旋轉(zhuǎn)時,，上述問題是經(jīng)常發(fā)生的。這些葉輪的更換零件涉及砂型鑄造制造過程,，通常需要3個月的周轉(zhuǎn)時間才能生產(chǎn)新的葉輪,。每艘船上都有多個這樣的泵和葉輪，持續(xù)的故障給印度海軍執(zhí)行常規(guī)任務造成了重大障礙,。

為了尋求一種可快速生產(chǎn)這些葉輪且降低成本的替代制造工藝,，印度海軍將3D打印確定為可能的解決方案，并與think3D聯(lián)系,。

逆向工程和3D打印葉輪

think3D成立于2014年,，提供3D打印,，設計，掃描和批量生產(chǎn)以及其他制造流程的服務,。它還在AP MedTech區(qū)域運營著一個耗資600萬美元的3D打印工廠,，用于醫(yī)療設備制造，該區(qū)域是印度安得拉邦醫(yī)療設備制造園,。

在與印度海軍聯(lián)系后,，think3D團隊訪問了這些船，詳細了解問題并收集有關葉輪的數(shù)據(jù),，包括所需的材料特性和邊界條件,。他們首先對葉輪進行3D掃描并對其設計進行逆向工程。使用先臨三維的EinScan Pro + 3D掃描儀和CREO進行此操作,，并基于掃描的數(shù)據(jù)創(chuàng)建了CAD模型,。然后，think3D使用ANSYS軟件調(diào)查了哪種材料和3D打印工藝適合該應用,。并測試了各種材料（如尼龍復合材料,，玻璃纖維尼龍，PA12和其他常規(guī)塑料）的適用性,。

對葉輪進行逆向工程,，think3D拍攝的照片

葉輪材料的一項重要要求是其阻尼能力，這是指其將振動能量轉(zhuǎn)換為其他形式的能量而零件不會破裂的能力,。另外,，零件還必須具有足夠的彈性以承受振動。這排除了各種高強度材料,，因為它們非常脆,，而think3D則確定了最終部件具有良好阻尼特性和彈性的材料。  

使用HP的Multi Jet Fusion技術,，think3D 可以根據(jù)所需的機械性能3D打印葉輪,。然后對其進行CNC加工，并插入金屬襯套,，以在金屬桿和塑料組件之間建立接口,，這是旋轉(zhuǎn)葉輪而不損壞零件所必需的。在船上進行測試后,，葉輪在所需的小時數(shù)內(nèi)表現(xiàn)出足夠的性能,。根據(jù)3D打印，原本需要3個月才能生產(chǎn)的零件現(xiàn)在只需要要2天,，而零件的生產(chǎn)成本卻降低了40％,。與重量在8公斤至9公斤之間的傳統(tǒng)制造的葉輪相比，3D打印葉輪的重量也更輕,，僅為1公斤,。

隨著3D打印葉輪的成功完成,，think3D現(xiàn)在開始著眼于為印度海軍建立葉輪的數(shù)字存儲庫。建立資料庫后,，該公司已承諾按需3D打印所需的葉輪以供應給海軍,。

原始葉輪部件（左），3D打印版本（右）,，think3D拍攝的照片

此外,，think3D還計劃將3D打印機安裝在船上，以便在海上需要按需備件時,，預先加載備件的CAD設計,。在大多數(shù)情況下，這將需要印度海軍將零件空運到船上或?qū)⒋�運回岸上以裝配零件,，這兩個零件的成本都很高,。 think3D因此正在為印度海軍建造定制的3D打印機，該打印機能夠在離岸條件下進行增材制造,。


編譯自：3dprintingindustry