حلول الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء التعدين المصنعة بدقة من فولاذ العدة
مقدمة في التصنيع التجميعي لفولاذ العدة لتطبيقات التعدين
تم هندسة أنواع فولاذ العدة لتحمل البلى الميكانيكي الشديد والصدمات والتشغيل تحت أحمال عالية، مما يجعلها لا غنى عنها في مجالات التعدين ومعالجة المعادن. ومع الطباعة ثلاثية الأبعاد، أصبح من الممكن الآن تصنيع أجزاء معقدة مقاومة للبلى عند الطلب، مما يسمح بتقليل وقت التوقف عن العمل وتسريع تكرارات التصميم في بيئات التعدين القاسية.
في Neway Aerotech، نقدم خدمات طباعة فولاذ العدة ثلاثية الأبعاد باستخدام صهر الليزر الانتقائي (SLM) وتلبيد المعادن بالليزر المباشر (DMLS) لإنتاج أدوات تعدين عالية الدقة، وهياكل واقية، وأحذية مثاقب، وإدراجات قطع مصممة خصيصًا للتطبيقات ذات التأثير العالي والاحتكاك الشديد.
قدرات التصنيع التجميعي لمكونات أدوات التعدين
معلمات عمليات SLM و DMLS
المعلمة | القيمة | الأهمية لتطبيق التعدين |
|---|---|---|
سمك الطبقة | 30–60 ميكرومتر | يتيح حدة الحواف وملفات جدران قوية |
خشونة السطح (كما بُني) | Ra 8–15 ميكرومتر | يمكن تحسينها للأسطح المنزلقة أو المعرضة للصدمات |
التفاوت (كما طُبع) | ±0.05 ملم | يحافظ على التوافق بين المجموعات ومناطق التثبيت |
توافق المعالجة الحرارية | ممتاز (يمكن تحقيق HRC > 50) | تصلب أسطح البلى بعد الطباعة |
درجات فولاذ العدة المستخدمة في تطبيقات التعدين التجميعية
الدرجة | الصلادة (HRC) | مقاومة التآكل | التطبيقات الرئيسية |
|---|---|---|---|
H13 | 45–52 (كما بُني) | عالية | أحذية كسّارات الصخور، والأقفاص الواقية |
A2 | حتى 58 | ممتازة | لقم الثقب، ورؤوس الإزميل |
D2 | 60–62 (مصلد) | عالية جدًا | قوالب القطع، ودروع مقاومة التآكل |
فولاذ ماراجينج 300 | ~55 | متوسطة | هياكل إنشائية عالية القوة |
لماذا يُعد فولاذ العدة مثاليًا لتطبيقات التعدين
صلادة ومتانة عالية: يتحمل الصدمات المستمرة والبلى الانزلاقي في أنظمة التكسير والنقل والثقب.
مقاومة حرارية: يحافظ على السلامة الميكانيكية حتى تحت التسخين الاحتكاكي أثناء التلامس الجاف.
هندسة مخصصة: يتيح أنماط قطع محسنة، وتعزيزًا داخليًا، وتقليلًا للوزن.
توافق ما بعد المعالجة: يمكن تصلب الأجزاء المطبوعة، وطلائها، وتشغيلها بدقة.
سهل الإصلاح: يمكن إعادة بناء أجزاء فولاذ العدة البالية باستخدام ترسيب الطاقة الموجهة (DED).
المعالجة اللاحقة وإنهاء الأسطح
المعالجة الحرارية: التبريد بالزيت، أو التخمير، أو التصلب بالفراغ اعتمادًا على المادة.
HIP: تُطبق على الأجزاء الحرجة للقضاء على المسامية وتحسين مقاومة التعب.
التشغيل بالحاسب الآلي (CNC): للشقوق ذات التفاوت الدقيق، والثقوب الملولبة، وميزات الخدد.
خيارات الطلاء:
طلاء نيتريد التيتانيوم (TiN) أو طلاءات الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) لزيادة صلادة السطح.
الكرات الفولاذية (Shot peening) لإحداث إجهاد ضغط ومقاومة التشقق.
دراسة حالة: إدراج قطع من فولاذ H13 مطبوع ثلاثي الأبعاد لأداة ثقب المحاجر
خلفية المشروع
احتاجت شركة مصنعة لمعدات التعدين إلى إدراج عالي المقاومة للبلى مع هندسة قطع محسنة وقنوات تبريد داخلية. افتقر التصميم التقليدي الملحوم بالكربيد إلى المتانة وتطلب استبدالًا متكررًا خلال عمليات ثقب المحاجر.
سير عمل التصنيع
التصميم: نموذج مجسم بحافة قطع مسننة وقنوات تبريد داخلية حلزونية.
المادة: فولاذ عدة H13 مُذرَّر بالغاز، D50 ~35 ميكرومتر.
الطباعة: SLM بطبقات 50 ميكرومتر، في جو من الأرجون، وقت البناء 5 ساعات لكل إدراج.
المعالجة اللاحقة:
تم تبريده وتخميره إلى HRC 52
تم تجويف منافذ سائل التبريد ولولبتها
تم طحن وجه تثبيت الإدراج ليكون مسطحًا
الفحص:
CMM لدقة المعالم
اختبار ضغط التدفق الداخلي حتى 20 بار
اختبار ميداني تحت أكثر من 100 دورة ثقب
النتائج والتحقق
استمر إدراج القطع المطبوع من فولاذ H13 لمدة أطول بثلاث مرات من البديل الملحوم القياسي. كما قلل التصميم من الاهتزاز وحسن كفاءة القطع بنسبة 18%، دون حدوث أي كسر أو تشقق في الإدراج بعد التعرض المتكرر لأحمال المطرقة.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين فولاذ العدة H13 و D2 في تطبيقات بلى التعدين؟
هل يمكن معالجة أجزاء فولاذ العدة المطبوعة حراريًا لتطابق خصائص الأجزاء المزورة؟
هل يمكن طباعة قنوات التبريد الداخلية في مكونات فولاذ العدة؟
هل تقنيات WAAM أو DED مناسبة لإعادة بناء أدوات فولاذ العدة الكبيرة في التعدين؟
ما هي أفضل الطلاءات لمكونات فولاذ العدة المطبوعة في البيئات الكاشطة؟
