Sulzer创建混合增材制造流程,以最小化组件的交货时间
尖端激光金属沉积头(图片来源:Sulzer Ltd.)
泵送系统是移动原材料和成品的中心,以及在两者之间的许多过程。所以备用泵和备件,如叶轮被保留。现在,有一个减少持股的机会。在完成验证和试件制造后,制造技术取得了重大进展。该技术结合了激光金属沉积和精密加工。使用这种技术的增材制造(AM)可以在一台机器上制造成品部件,显著缩短交货时间。
开发技术
雪佛龙和苏尔泽有意发展合作关系,以减少零部件库存,提高灵活性。
早在20世纪90年代,苏尔泽就在创造激光金属沉积技术方面发挥了重要作用。在此背景下,公司一直致力于为关键应用开发和实施新的增材制造技术。
如今,该公司已经开发和实施了增材制造技术,以生产最高质量的新型泵叶轮,而不需要工具。该项目为雪佛龙公司提供了在不影响质量的前提下缩短新零件交货时间的潜力。
收集专业知识
在过去的两年里,Sulzer和雪佛龙建立了一个联合项目。合作还包括其他合作伙伴,如生产单元设备供应商、粉末供应商、审计和认证机构。
Sulzer旋转设备服务技术主管Charles Soothill解释道:“我们的团队将五轴数控铣削和激光金属沉积设备的能力结合起来,创造了这种混合增材制造工艺。这种加减法元素的组合可以使新工艺变得更快,因为避免了安装。”
简化复杂的几何图形
首先,将一块符合要求的等级和质量的原料装入混合机床,就可以加工出叶轮眼最复杂的几何形状。然后添加材料,并在同一单元中进行加工。这一过程使Sulzer能够在远比传统机床更复杂的部件上创造加工质量。
除了存放在刀具更换器中的所有标准刀具外,还有激光金属沉积头,可用于在工件或芯上建立材料。该机器可以在铣刀和激光头之间快速切换,这一过程通常需要组件在单独的机器中重新定位。
添加技术还要求开发新的工艺,使用细粉末,50至100微米,和激光。粉末在激光的作用下熔化,沉积在混合机床内持有的原料表面。
混合叶轮制造
泵叶轮是一种复杂的部件,其内部几何结构过于复杂,无法用常规铣床制造。从锻造开始,叶轮的核心可以用五轴铣床加工。然后利用激光金属沉积技术在叶轮外部进一步添加材料。
使用铣削工具意味着内部液压表面具有非常高质量的光洁度,比用铸造工艺获得的效果好得多。重复添加材料和加工的过程,直到完整的叶轮出现。整个过程可以在几天内完成,比铸造一个新组件要快得多,铸造一个新组件通常需要15 - 20周的时间。
新叶轮的制造时间大大缩短,这意味着在泵需要新部件的情况下,备用泵可以在新部件制造和交付期间上线。虽然这个时间可以在必要时进一步缩短,但一致认为几天对于大多数申请是足够的。
证明这个理论
开发工作现在已经付诸实践,并应用到实际应用中。雪佛龙公司有一款来自Sulzer公司的CPT泵,该泵在使用腐蚀性流体时需要特殊的材料性能,以确保泵的耐久性。叶轮被确定为更换,是新的制造工艺的理想对象。
利用原始设计图纸,对三维模型进行微调,并生成混合动力制造机器的最终编码指令集。几个小时内,新的叶轮就造好了,可以安装了。
新叶轮安装在泵中,并首先在Sulzer进行了测试。自2019年在现场安装以来,目前已成功运行。Sulzer和Chevron都对新组件的性能和耐用性充满信心。
雪佛龙材料技术开发项目经理Robert Rettew评论道:“我们与Sulzer密切合作,开发实现混合动力制造所需的技术和系统,现在雪佛龙是第一个受益于这一前沿解决方案的客户。有相当大的机会来增加应用和扩大过程中使用的材料的范围。”
雪佛龙有一个战略计划,利用新的和创新的技术,可以改善其运营和提高效率。其中之一就是增材制造。这一过程对于现在已经过时的组件也非常重要,使传统资产的部件能够在较短的交付时间内获得。
Charles Soothill总结道:“对于Sulzer来说,我们的目标是为客户提供尽可能好的服务,在时间紧迫的情况下,在保持最高质量标准的同时,以最短的交货时间交付解决方案。除了快速收到新零件外,客户还从最新的设计标准中受益,这些标准得益于数十年的泵的设计和制造经验。”
来源:苏尔寿公司有限公司