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L'impression 3D sur métal favorise une révolution dans la conception et la fabrication des soupapes

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Collecteurs hydrauliques en métal imprimés en 3D

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La vanne est un dispositif utilisé pour contrôler la direction, la pression et le débit des fluides (liquide, gaz, poudre). Il s'agit d'un composant de contrôle important du système d'alimentation en fluide, et il est largement utilisé dans les produits mécaniques dans des domaines tels que la pétrochimie, l'exploitation minière, l'énergie, la santé, l'électronique, l'industrie des robots, etc.

L'émergence et les applications matures de la technologie d'impression 3D en métal, ainsi que les logiciels intelligents tels que la CFD et l'IAO, entraînent et conduisent de nouveaux changements dans la conception et la fabrication des vannes.

Nouvelle génération de collecteurs hydrauliques légers

Le collecteur de vannes hydrauliques est une intégration complexe, où les passages internes se croisent et où la disposition des entrées est compliquée.

Pour le collecteur de valve hydraulique traditionnel, afin de fabriquer des collecteurs croisés internes, il est nécessaire de percer le trou, puis de bloquer le trou percé inutilement avec des bouchons filetés.

Mais il existe indubitablement une possibilité de fuite avec ce type de méthode de fabrication. En outre, les voies internes réalisées par perçage sont droites et ont un virage à 90 degrés. D'après les résultats de l'analyse CFD (Computer Fluid Dynamics), certaines zones auront un problème de faible débit et d'autres de turbulence.

Zhu Yi, du laboratoire de fabrication additive métallique de l'université de Zhejiang (professeur associé, State Key Laboratory of Fluid Power and Electromechanical Systems, School of Mechanical Engineering, université de Zhejiang), étudie principalement comment l'impression 3D métallique (technologie des lits de poudre) est appliquée à la conception innovante des composants hydrauliques, et entame une coopération avec Eplus3D dans ce sens. Sur la base du processus de fabrication additive, l'équipe du laboratoire qu'il dirige redessine la structure du coulant et la disposition de l'interface des collecteurs hydrauliques traditionnels, effectue des tests et procède à une optimisation continue.

Le poids des collecteurs hydrauliques est réduit de 1,5 kg à 0,98 kg, soit une perte de poids de 35 %. Le volume est réduit de 535 cm3 à 116 cm3, la réduction de volume est de 78%.

Les caractéristiques d'écoulement sont améliorées en changeant le chemin d'écoulement de l'intersection à angle droit en une transition en arc lisse. Par conséquent, la perte de pression locale est réduite lorsque l'huile traverse la voie d'écoulement.

Dans le même temps, comme la fabrication additive métallique peut former la structure intégrée complexe du collecteur hydraulique, aucun forage de processus supplémentaire n'est nécessaire, ce qui réduit le risque de fuite et améliore les performances et la stabilité de la vanne.

Le State Key Laboratory of Fluid Power and Electromechanical Systems de l'université de Zhejiang compte actuellement près de 10 chercheurs et étudiants diplômés. L'équipe a publié près de 10 articles de haut niveau dans des revues scientifiques sur la conception innovante et le contrôle du processus des composants hydrauliques pour la fabrication additive métallique. Elle a déposé (et obtenu) 4 brevets.

"J'espère que tout le monde se rend compte que l'impression 3D est un système technique allant de la collecte d'informations numériques à la conception numérique axée sur les performances, et enfin à la chaîne complète de fabrication numérique flexible. Celui qui maîtrise ces outils est capable de briser les chaînes de l'imagination, d'améliorer l'efficacité, la performance et la qualité. "

-- M. Li Ta, PDG d'Eplus3D

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