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Der 3D-Druck von Metall ermöglicht eine Revolution in der Ventilkonstruktion und -fertigung

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3D-gedruckte Hydraulikverteiler aus Metall

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Ein Ventil ist ein Gerät, das zur Steuerung der Richtung, des Drucks und des Flusses von Fluiden (Flüssigkeit, Gas, Pulver) verwendet wird. Es ist eine wichtige Steuerkomponente des Fluidsystems und wird häufig in mechanischen Produkten in Bereichen wie Petrochemie, Bergbau, Energie, Gesundheit, Elektronik, Roboterindustrie usw. verwendet.

Das Aufkommen und die ausgereiften Anwendungen der Metall-3D-Drucktechnologie sowie intelligente Software wie CFD und CAE treiben und führen zu neuen Veränderungen in der Ventilkonstruktion und -fertigung.

Neue Generation von leichtgewichtigen hydraulischen Ventilblöcken

Der hydraulische Ventilblock ist eine komplizierte Integration, bei der sich die internen Durchgänge kreuzen und die Einlassanordnung kompliziert ist.

Bei den traditionellen Hydraulikventilblöcken ist es zur Herstellung von sich intern kreuzenden Blöcken notwendig, das Loch zu bohren und dann das unnötige gebohrte Loch mit Schraubstopfen zu blockieren.

Bei dieser Art der Herstellung besteht jedoch zweifellos die Möglichkeit einer Leckage. Außerdem sind die durch das Bohren hergestellten internen Bahnen gerade und haben eine 90-Grad-Drehung. Nach den Ergebnissen der CFD-Analyse (Computer Fluid Dynamics) besteht in einigen Bereichen das Problem der geringeren Strömung und in anderen das der Turbulenzen.

Dr. Zhu Yi vom Zhejiang University's Metal Additive Manufacturing Laboratory (Associate Professor, State Key Laboratory of Fluid Power and Electromechanical Systems, School of Mechanical Engineering, Zhejiang University) erforscht vor allem, wie der Metall-3D-Druck (Pulverbetttechnologie) auf das innovative Design von Hydraulikkomponenten angewendet wird, und beginnt eine Zusammenarbeit mit Eplus3D in dieser Richtung. Basierend auf dem additiven Fertigungsprozess gestaltet das von ihm geleitete Laborteam die Laufradstruktur und das Schnittstellenlayout herkömmlicher Hydraulikverteiler neu, führt Tests durch und optimiert diese kontinuierlich.

Das Gewicht des Hydraulikverteilers wird von 1,5 kg auf 0,98 kg reduziert, der Gewichtsverlust beträgt bis zu 35 %. Das Volumen wird von 535 cm3 auf 116 cm3 reduziert, die Volumenreduzierung beträgt bis zu 78 %.

Die Strömungseigenschaften werden verbessert, indem der rechtwinklige Kreuzungsströmungsweg in einen glatten Bogenübergang geändert wird. Daher wird der lokale Druckverlust reduziert, wenn das Öl den Fließweg durchläuft.

In der Zwischenzeit, da die metalladditive Fertigung die komplexe integrierte Struktur des Hydraulikverteilers bilden kann, ist keine zusätzliche Prozessbohrung erforderlich, was das Risiko von Leckagen reduziert und die Leistung und Stabilität des Ventils verbessert.

Im State Key Laboratory of Fluid Power and Electromechanical Systems der Zhejiang University arbeiten derzeit fast 10 Forscher und Doktoranden. Das Team hat fast 10 hochrangige SCI-Fachzeitschriftenbeiträge über das innovative Design und die Prozesssteuerung von Hydraulikkomponenten für die additive Fertigung von Metallen veröffentlicht. Es hat 4 Patente beantragt (und auch genehmigt bekommen).

"Ich hoffe, dass jeder wirklich erkennen kann, dass der 3D-Druck ein technisches System ist, das von der digitalen Informationssammlung über das leistungsorientierte digitale Design bis hin zur flexiblen digitalen Fertigungskette reicht. Wer diese Werkzeuge beherrscht, ist in der Lage, die Fesseln der Vorstellungskraft zu durchbrechen und die Effizienz, Leistung und Qualität zu verbessern. "

-- Eplus3D CEO Herr Li Ta

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