01 "Paratamatu ühendus" veealuste seadmete ja titaanisulamite vahel
Meie riigis on rikkalikult mereressursse ja veealused seadmed on ookeani uurimisel ülioluline tööriist. Selle tähtsus on iseenesest-selge. Algusaegadel valmistati veealuseid seadmeid peamiselt rauast-põhistest materjalidest. Hiljem kasutati kergekaalu saavutamiseks laialdaselt alumiiniumisulamist materjale. Kuid merejõuks saamise strateegia edenedes peavad allveelaevadel olema pikamaa-navigatsiooni, pika-kestvuse ja süvavee{8}}operatsioonide võimalused. Titaanisulamid paistavad silma oma kerge kaalu, suure tugevuse, korrosioonikindluse ja mittemagnetiliste omaduste poolest, mistõttu on need ideaalseks valikuks veealuste seadmete konstruktsioonimaterjalide jaoks. Sellegipoolest on titaanisulami töötlemine keeruline ja traditsiooniliste töötlemismeetoditega on probleeme, nagu halb mõõtmete täpsus, pikad töötlemistsüklid ja kõrged kulud. See annab ruumi ka lisandite tootmistehnoloogia rakendamiseks, mis mitte ainult ei lahenda titaanisulami töötlemise probleeme, vaid parandab oluliselt ka tootmise efektiivsust ja majanduslikku kasu.
02 Lisandite valmistamise tehnoloogia: sünnist arenguni
Lisandite valmistamise tehnoloogia kontseptsiooni saab jälgida 19. sajandi lõpust Ameerika Ühendriikides. Toonaste tehniliste piirangute tõttu jäi see idee aga realiseerimata. Alles 1980. aastatel panid suure-energiaga termosünteesitehnoloogia ja kiirprototüüpide valmistamise tehnoloogia aluse lisatootmistehnoloogia arengule. Sellest ajast alates on see tehnoloogia pidevalt arenenud ja järk-järgult esile kerkinud sellistes valdkondades nagu lennundus, meditsiin ja autotööstus ning nüüdseks on sellest saanud üks tipptasemel võtmetehnoloogiaid töötlevas tööstuses. Lisandite valmistamise tehnoloogia tuum seisneb kihtide kaupa-monteerimises-. See kasutab pulbrite või juhtmete sulatamiseks soojusallikaid, nagu laserid, elektronkiired või kaared, ning ehitab need kihthaaval vastavalt kolmemõõtmelisele mudelile, saavutades lõpuks komponentide üldise moodustumise. See tehnoloogia mitte ainult ei murra läbi traditsioonilise tootmise piiranguid, vaid pakub ka uudset lahendust keerukate konstruktsioonide valmistamiseks.
03 Lisandite valmistamise tehnoloogia rakendamine veealustes titaanisulamist seadmetes
Uuenduslik propellerite tootmine:
Propeller on veealuste seadmete oluline tõukejõu komponent. Varem seisid titaanisulamist valatud propellerid silmitsi kõrgete kulude ja tülika protsessiga. Kui tootmismaht oli väike, kuigi paksude plaatide mehaaniline töötlemine oli mugavam, oli materjali kasutusmäär äärmiselt madal. 2017. aastal tegid Damen Group, Saksa sõukruvide tootja Promarin, tarkvarapakkuja Autodesk ja Rotterdami lisandite tootmislabor (RAMLAB) koostööd ja valmisid edukalt maailma kolme esimese -labaga nikli-alumiiniumpronksisulamist sõukruvi (läbimõõduga 1,35-meetrine traadi tootmistehnoloogia) ja 1,35-kilogrammise traadi tootmistehnoloogia. Vastavad jõudluskatsed läbiti ja see sai Prantsuse Klassifikatsiooniühingu sertifikaadi. Hiina laevaehitustööstuskontsern Fenxi Heavy Industry Co., Ltd. koos Shaanxi Changlong Jiuzhou Metal Technology Co., Ltd.-ga kasutas LMD-tehnoloogiat seitsme teraga titaanisulamist sõukruvi (800 mm läbimõõduga ja 30 kg kaaluga) proovitootmiseks ning praegu taotleb Hiina klassifikatsiooniühingu sertifikaati. Võrreldes traditsiooniliste tootmismeetoditega, näitab lisandite tootmine propellerite valmistamisel ainulaadseid eeliseid ja lahendab palju probleeme.
Läbimurre õõnsate kestade valmistamisel:
Õõneskestad on veealuste seadmete kõige keerulisemad komponendid. Traditsioonilisel rõngaste sepistamise ja nende kokkukeevitamise meetodil on probleeme, nagu suured kokkupanekuraskused, arvukad keevisõmblused, suur keevitusdeformatsioon, madal materjali kasutusmäär ja pikk töötlemisaeg. Meie ettevõte on edukalt lõpetanud õõnsate kestade proovitootmise LMD tehnoloogia abil. Pärast testimist läbis see komponent edukalt mehaanilise jõudluse testi ja välise veesurve testi. Võrreldes traditsiooniliste töötlemismeetoditega on materjali kasutusmäär tõusnud 50%-lt 95%-le, töötlemisaeg on lühenenud 7 päevalt 1 päevani, tootmiskulusid on vähendatud 20%, parandades oluliselt tootmise efektiivsust ja majanduslikku kasu.
Surveanumate uurimine ja katsetamine:
Välisriikides valmistas Breddermanni meeskond edukalt LMD-tehnoloogia abil titaanisulamist poolkerakujulisi kestasid GR5 ning viis läbi nende hindamisi ja katseid, et uurida nende võimalikke rakendusi veealustes seadmetes. Uuringus leiti, et ehitussuuna optimeerimine ja kandekonstruktsioonide kasutuselevõtt võib parandada teise poolkerade partii mõõtmete täpsust. Rikketestid näitasid, et teise poolkerade partii rõhu-kandevõime oli märkimisväärselt suurenenud, pakkudes olulisi viiteid veealuste titaanisulamist seadmete väljatöötamiseks.
04 Lisandite valmistamise tehnoloogia "esiletõstmine".
Lisandite valmistamise tehnoloogia erineb traditsioonilistest töötlemistehnoloogiatest. Põhinedes kolmemõõtmelistel-mudelitel, töötleb see kihtidena, kasutades pulbrite või juhtmete sulatamiseks soojusallikaid, nagu laserid, elektronkiired või kaarevoolud, ning ehitab need kiht-kihi haaval, et saavutada komponentide üldine moodustumine. Veealuste titaanisulamist seadmete ehitamisel on sellel tehnoloogial ilmsed eelised.
Tugev kohanemisvõime suuruse järgi:
Kuigi laseri selektiivsulatustehnoloogia (SLM) on vaakumkambri ruumiga piiratud, suudavad kodumaised ja välismaised seadmed katta üle 60% veealuste seadmete komponentidest ning tehnoloogia arenedes suureneb vormi suurus. Kuigi lasersulandsadestamise (LMD) ja kaarlisandite tootmise (WAAM) tehnoloogiatel pole komponentide moodustamise suurusele põhimõtteliselt mingeid piiranguid, võivad need vastata suurte komponentide nõuetele ja pärast hilisemat peentöötlust seadmete kasutamise nõudeid.
Olulised eelised keerukate struktuuride valmistamisel:
Võttes näiteks propellerid ja õõnsad kestad, on traditsioonilisel tootmismeetodil kõrged kulud, keerulised protsessid ja madal materjalikasutus. Lisatootmistehnoloogia abil saab neid probleeme lahendada ja tootmise efektiivsust parandada. Näiteks seitsme-lehelise titaanisulamist sõukruvi ja õõnsate kestade puhul, mida meie ettevõte on proovi-tootnud, on jõudlus, maksumus ja töötlemistsükkel oluliselt paranenud.
Materjali koostis ja jõudlus on garanteeritud:
Uuringud on näidanud, et lisandiga tootmistehnoloogiaga töödeldud titaanisulamist komponendid vastavad standardsetele keemilise koostise nõuetele ning ka mõne protsessi{0}}valmistatud GR5 titaanisulamist osade mehaanilised omadused vastavad standarditele. Kuigi löögienergia on madalam kui sepistel, on üldine jõudlus hea.
