重量減輕80％，增材制造推動(dòng)液壓系統(tǒng)進(jìn)化的五大優(yōu)勢(shì)

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，使其能夠控制汽車(chē)或工業(yè)環(huán)境中大型機(jī)器或系統(tǒng)的油壓分配。重型農(nóng)用或工程車(chē)輛，如挖掘機(jī)或升降臺(tái)，也需要液壓塊作為控制單元。液壓閥塊體的內(nèi)部十分復(fù)雜，一般一個(gè)比較簡(jiǎn)單的閥塊體上大約有40-60個(gè)孔，復(fù)雜一些的有上百個(gè)孔，這些孔構(gòu)成了一個(gè)縱橫交錯(cuò)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)為了方便在數(shù)控機(jī)床上加工，這些孔一般為直孔，但也有的時(shí)候會(huì)被設(shè)置為斜孔。

那為什么3D打�。ㄔ霾闹圃欤┰谝簤洪y塊的加工方面具備優(yōu)勢(shì)呢？主要是因?yàn)樵霾闹圃煸试S更高水平的設(shè)計(jì)自由度，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(dòng)。

傳統(tǒng)制造液壓塊
傳統(tǒng)的液壓塊生產(chǎn)會(huì)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，通過(guò)銑削和鉆孔工藝來(lái)加工，以形成內(nèi)部油道。因此，首先從上方鉆一個(gè)孔，然后從下面鉆一個(gè)孔。最后，兩個(gè)孔水平連接在一起。然后為防止油從側(cè)面溢出，必須切斷線程，需要使用帶有平頭螺釘?shù)穆菁y來(lái)關(guān)閉水平連接。這些由于加工工藝帶來(lái)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(wèn)題：油流非常低效。

讓我們仔細(xì)看看傳統(tǒng)制造的液壓塊的缺點(diǎn)。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(huì)產(chǎn)生無(wú)法去除的毛刺。這些毛刺通常不會(huì)松動(dòng)，所以也無(wú)法通過(guò)湍流或其他方式消除掉。

2. 效率損失
油流動(dòng)的通道壓力可輕易高于300 ba，當(dāng)油流動(dòng)撞擊通道之間的連接區(qū)域時(shí)，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)，在沒(méi)有油流的區(qū)域，形成了污物儲(chǔ)存器，這些最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)中的閥門(mén)損壞或故障。

4. 相鄰渠道的泄漏
鉆孔越長(zhǎng)，鉆直越困難。長(zhǎng)鉆在某個(gè)時(shí)刻開(kāi)始“顫動(dòng)”。如果液壓塊結(jié)構(gòu)緊湊，壁厚較小，則相鄰?fù)ǖ揽赡軙?huì)發(fā)生泄漏。尤其是在油流的高壓情況下，很容易引起磨損和泄漏。

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(gòu)新的液壓塊。等待時(shí)間導(dǎo)致機(jī)器停機(jī)。

DfAM重新設(shè)計(jì)的液壓塊，以提高流動(dòng)效率
增材制造工藝允許完全自由的幾何設(shè)計(jì)，而不存在孔重疊的風(fēng)險(xiǎn)。 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。

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，輕質(zhì)液壓塊還改善了操作員的操作性。

2. 沒(méi)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，也沒(méi)有收集污垢的區(qū)域，這避免了污垢損壞伺服閥的風(fēng)險(xiǎn)。

3. 提高流動(dòng)效率
不再需要水平孔，油現(xiàn)在可以在拐角處流動(dòng)，不會(huì)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(duì)于更復(fù)雜的液壓塊，可以相互調(diào)節(jié)油道長(zhǎng)度。一般來(lái)說(shuō)油通道越長(zhǎng)，壁摩擦和損失就越多。通道越短意味著摩擦越小，泄漏風(fēng)險(xiǎn)越小。較短的通道和沒(méi)有發(fā)生湍流的尖角意味著更高的能量效率。此外，通過(guò)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。

5. 快速設(shè)計(jì)迭代，無(wú)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(guò)3D打印，可以隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)。對(duì)于傳統(tǒng)的制造工藝，例如熔模鑄造，如果要更改鉆孔位置以優(yōu)化油流量，則必須生產(chǎn)新的鑄造模具。

來(lái)源：3D科學(xué)谷