重量減輕80% 增材制造推動液壓系統(tǒng)進(jìn)化的五大優(yōu)勢
液壓閥塊體是液壓系統(tǒng)中重要組成部分,通常采用緊湊的方形設(shè)計(jì),具有多個(gè)內(nèi)部通道佑钾,使其能夠控制汽車或工業(yè)環(huán)境中大型機(jī)器或系統(tǒng)的油壓分配西疤。重型農(nóng)用或工程車輛,如挖掘機(jī)或升降臺休溶,也需要液壓塊作為控制單元代赁。
液壓閥塊體的內(nèi)部十分復(fù)雜,一般一個(gè)比較簡單的閥塊體上大約有40-60個(gè)孔兽掰,復(fù)雜一些的有上百個(gè)孔芭碍,這些孔構(gòu)成了一個(gè)縱橫交錯的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),不過為了方便在數(shù)控機(jī)床上加工孽尽,這些孔一般為直孔窖壕,但也有的時(shí)候會被設(shè)置為斜孔。
那為什么3D打印(增材制造)在液壓閥塊的加工方面具備優(yōu)勢呢杉女?主要是因?yàn)樵霾闹圃煸试S更高水平的設(shè)計(jì)自由度瞻讽,以減輕重量并改善內(nèi)部通道的形狀以實(shí)現(xiàn)理想的流動。
傳統(tǒng)制造液壓塊
傳統(tǒng)的液壓塊生產(chǎn)會導(dǎo)致非常高的加工成本:一切都始于一個(gè)大型鑄造(或鍛造)金屬塊熏挎,通過銑削和鉆孔工藝來加工速勇,以形成內(nèi)部油道。
因此障昆,首先從上方鉆一個(gè)孔欠慢,然后從下面鉆一個(gè)孔。最后盲陨,兩個(gè)孔水平連接在一起笋夸。然后為防止油從側(cè)面溢出,必須切斷線程恳岔,需要使用帶有平頭螺釘?shù)穆菁y來關(guān)閉水平連接党令。
這些由于加工工藝帶來的局限性使得油路十分復(fù)雜,而且造成了傳統(tǒng)液壓塊的一個(gè)關(guān)鍵問題:油流非常低效谋粱。
讓我們仔細(xì)看看傳統(tǒng)制造的液壓塊的缺點(diǎn)猖等。不幸的是,有許多因素可能導(dǎo)致適配器故障:
1. 通道連接區(qū)域的銳化邊緣
這些連接區(qū)域的邊緣會產(chǎn)生無法去除的毛刺计鹦。這些毛刺通常不會松動谎秃,所以也無法通過湍流或其他方式消除掉。
2. 效率損失
油流動的通道壓力可輕易高于300 ba灶鹦,當(dāng)油流動撞擊通道之間的連接區(qū)域時(shí)弱瞄,湍流將導(dǎo)致大量的壓力損失和低效率。
3. 污物導(dǎo)致故障
平頭螺釘僅達(dá)到某一點(diǎn)把曼,在沒有油流的區(qū)域杨帽,形成了污物儲存器,這些最終會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)中的閥門損壞或故障。
4. 相鄰渠道的泄漏
鉆孔越長注盈,鉆直越困難晃危。長鉆在某個(gè)時(shí)刻開始“顫動”。如果液壓塊結(jié)構(gòu)緊湊老客,壁厚較小僚饭,則相鄰?fù)ǖ揽赡軙l(fā)生泄漏。尤其是在油流的高壓情況下胧砰,很容易引起磨損和泄漏鳍鸵。
5. 設(shè)備的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)
如果液壓塊出現(xiàn)故障,則必須訂購新的液壓塊尉间。等待時(shí)間導(dǎo)致機(jī)器停機(jī)偿乖。
DfAM重新設(shè)計(jì)的液壓塊,以提高流動效率
增材制造工藝允許完全自由的幾何設(shè)計(jì)乌妒,而不存在孔重疊的風(fēng)險(xiǎn)眉挥。 并且增材制造生產(chǎn)的液壓塊相當(dāng)輕,不僅減少材料浪費(fèi)而且還可以更加小巧日频。
1. 重量減輕高達(dá)80%,可降低材料成本
重新設(shè)計(jì)的液壓閥塊體使重量從30公斤減輕到5.5公斤茧滞,輕質(zhì)液壓塊還改善了操作員的操作性浮块。
2. 沒有收集污垢的死角區(qū)域
油道的設(shè)計(jì)不包括任何死角或尖角。因此狠劳,也沒有收集污垢的區(qū)域勉瘩,這避免了污垢損壞伺服閥的風(fēng)險(xiǎn)。
3. 提高流動效率
不再需要水平孔品隅,油現(xiàn)在可以在拐角處流動杀坟,不會受到角落和邊緣的干擾。
4. 設(shè)計(jì)功能提高能源效率和可靠性
對于更復(fù)雜的液壓塊燃徊,可以相互調(diào)節(jié)油道長度源玉。一般來說油通道越長,壁摩擦和損失就越多厚累。通道越短意味著摩擦越小炼吴,泄漏風(fēng)險(xiǎn)越小。較短的通道和沒有發(fā)生湍流的尖角意味著更高的能量效率疫衩。此外硅蹦,通過金屬3D打印可以實(shí)現(xiàn)薄壁結(jié)構(gòu),壁厚可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整闷煤。
5. 快速設(shè)計(jì)迭代童芹,無需模具成本
增材制造使用戶有更多時(shí)間進(jìn)行最后的設(shè)計(jì)決策,并可以靈活地響應(yīng)所有事情。通過3D打印假褪,可以隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)署咽。對于傳統(tǒng)的制造工藝,例如熔模鑄造嗜价,如果要更改鉆孔位置以優(yōu)化油流量艇抠,則必須生產(chǎn)新的鑄造模具。
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