重量減輕80％，增材制造推動液壓系統(tǒng)進化的五大優(yōu)勢

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計，具有多個內部通道，使其能夠控制汽車或工業(yè)環(huán)境中大型機器或系統(tǒng)的油壓分配。重型農用或工程車輛，如挖掘機或升降臺，也需要液壓塊作為控制單元。液壓閥塊體的內部十分復雜，一般一個比較簡單的閥塊體上大約有40-60個孔，復雜一些的有上百個孔，這些孔構成了一個縱橫交錯的內部網絡，不過為了方便在數(shù)控機床上加工，這些孔一般為直孔，但也有的時候會被設置為斜孔。

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)勢呢？主要是因為增材制造允許更高水平的設計自由度，以減輕重量并改善內部通道的形狀以實現(xiàn)理想的流動。

傳統(tǒng)制造液壓塊
傳統(tǒng)的液壓塊生產會導致非常高的加工成本：一切都始于一個大型鑄造（或鍛造）金屬塊，通過銑削和鉆孔工藝來加工，以形成內部油道。因此，首先從上方鉆一個孔，然后從下面鉆一個孔。最后，兩個孔水平連接在一起。然后為防止油從側面溢出，必須切斷線程，需要使用帶有平頭螺釘?shù)穆菁y來關閉水平連接。這些由于加工工藝帶來的局限性使得油路十分復雜，而且造成了傳統(tǒng)液壓塊的一個關鍵問題：油流非常低效。

讓我們仔細看看傳統(tǒng)制造的液壓塊的缺點。不幸的是，有許多因素可能導致適配器故障：
1. 通道連接區(qū)域的銳化邊緣
這些連接區(qū)域的邊緣會產生無法去除的毛刺。這些毛刺通常不會松動，所以也無法通過湍流或其他方式消除掉。

2. 效率損失
油流動的通道壓力可輕易高于300 ba，當油流動撞擊通道之間的連接區(qū)域時，湍流將導致大量的壓力損失和低效率。

3. 污物導致故障
平頭螺釘僅達到某一點，在沒有油流的區(qū)域，形成了污物儲存器，這些最終會導致整個系統(tǒng)中的閥門損壞或故障。

4. 相鄰渠道的泄漏
鉆孔越長，鉆直越困難。長鉆在某個時刻開始“顫動”。如果液壓塊結構緊湊，壁厚較小，則相鄰通道可能會發(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. 設備的停機風險
如果液壓塊出現(xiàn)故障，則必須訂購新的液壓塊。等待時間導致機器停機。

DfAM重新設計的液壓塊，以提高流動效率
增材制造工藝允許完全自由的幾何設計，而不存在孔重疊的風險。 并且增材制造生產的液壓塊相當輕，不僅減少材料浪費而且還可以更加小巧。

1. 重量減輕高達80％，可降低材料成本
重新設計的液壓閥塊體使重量從30公斤減輕到5.5公斤，輕質液壓塊還改善了操作員的操作性。

2. 沒有收集污垢的死角區(qū)域
油道的設計不包括任何死角或尖角。因此，也沒有收集污垢的區(qū)域，這避免了污垢損壞伺服閥的風險。

3. 提高流動效率
不再需要水平孔，油現(xiàn)在可以在拐角處流動，不會受到角落和邊緣的干擾。

4. 設計功能提高能源效率和可靠性
對于更復雜的液壓塊，可以相互調節(jié)油道長度。一般來說油通道越長，壁摩擦和損失就越多。通道越短意味著摩擦越小，泄漏風險越小。較短的通道和沒有發(fā)生湍流的尖角意味著更高的能量效率。此外，通過金屬3D打印可以實現(xiàn)薄壁結構，壁厚可根據需要進行調整。

5. 快速設計迭代，無需模具成本
增材制造使用戶有更多時間進行最后的設計決策，并可以靈活地響應所有事情。通過3D打印，可以隨時調整設計。對于傳統(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，則必須生產新的鑄造模具。

來源：3D科學谷