HPU portátil utiliza colectores impresos en 3D para ahorrar peso

La transmisión de alta potencia desde un paquete pequeño y liviano es una de las principales ventajas de los sistemas hidráulicos. Pocas aplicaciones son más importantes que un dispositivo que debe llevarse a mano. Es por eso que Jaws of Life y otras herramientas de alta potencia dependen de sistemas hidráulicos que funcionan a alta presión para transportarlas al punto de uso, encajar en espacios reducidos y aun así producir toneladas de elevación, rotura o torsión. La fuerza es torsión. .

Este es el caso de un fabricante de unidades hidráulicas portátiles para herramientas hidráulicas portátiles de alta presión. Los diseñadores querían que el motor fuera lo más ligero posible, pero parece que todo está hecho. Al designar un circuito hidráulico integrado con válvulas de cartucho en lugar de válvulas montadas en línea, se minimiza el número de componentes y las líneas de fluido se mantienen lo más cortas posible. Luego, los diseñadores descubrieron las últimas capacidades de la impresión 3D en metal.

Esta unidad de potencia hidráulica portátil se utiliza para proporcionar sistemas hidráulicos de alta potencia. Cuando la unidad de potencia se llevó al lugar de trabajo, los diseñadores querían que fuera lo más ligera posible. Después de realizar varios cambios de diseño para hacer que la HPU fuera más liviana, especificaron un colector de metal impreso en 3D que pesaba aproximadamente una cuarta parte del peso de un colector convencional equivalente.(Imagen cortesía de Aidro SrL.)

Los beneficios de los componentes metálicos impresos en 3D

Los componentes metálicos impresos en 3D no son nuevos, pero hasta hace poco, la resistencia del material necesaria para adaptarse a las altas presiones impedía que los sistemas hidráulicos aprovecharan la tecnología. La impresión 3D de metal a menudo se asocia con la fabricación aditiva. La fabricación aditiva implica comenzar desde cero, agregando solo el metal suficiente para crear un componente que cumpla con las propiedades dimensionales, físicas y mecánicas.

Los componentes fabricados con impresión 3D de metal pueden ser más pequeños y, en particular, más livianos que los componentes equivalentes fabricados con métodos tradicionales. A la izquierda está el colector de la unidad de energía portátil y a la derecha hay una versión impresa en 3D que es un 74 % más liviana.(Imagen cortesía de Aidro SrL.)

Esto es diferente de las piezas mecanizadas, donde la pieza (generalmente un colector) comienza como una pieza sólida de metal y luego se elimina el material para cumplir con los requisitos. Una limitación de esta tecnología es que a menudo se deja un exceso de material para ahorrar en la eliminación de material, lo que da como resultado piezas que pesan más de lo necesario. La mayor parte del exceso de metal podría eliminarse para ahorrar peso, pero hacerlo agregaría costos de fabricación sustanciales que rara vez se justifican por ahorros de peso relativamente pequeños.

El mecanizado también se limita a producir muchas de las configuraciones deseadas, como canales de fluido ovalados o cuadrados, que pueden transportar el mismo flujo que los canales redondos pero con menos espacio. Los canales en los colectores convencionales generalmente deben colocarse para evitar que los canales perforados se crucen y para permitir suficiente material entre los canales para proporcionar la resistencia adecuada. Los orificios auxiliares perforados para conectar los canales internos a menudo deben taparse para evitar el flujo a través de los canales.

En definitiva, impresión 3D en metal

Componentes metálicos impresos en 3D Construya los componentes necesarios capa por capa. El proceso utiliza un láser controlado por computadora para derretir cada capa de metal a medida que se deposita para construir la pieza. Según Alberto Tacconelli, director gerente de Aidro SrL en Techno, Italia, el tipo de impresión 3D de metal más adecuado para componentes hidráulicos es la fusión de lecho de polvo, ya sea mediante sinterización directa de metal por láser (DMLS) o fusión selectiva por láser (SLM).

DMLS calienta el polvo metálico hasta el punto en que las partículas se fusionan a nivel molecular. La porosidad del material sinterizado es controlable. DMLS se puede utilizar con una variedad de aleaciones, lo que permite fabricar prototipos funcionales con los mismos materiales que los componentes de producción. Con SLM, el polvo de metal no solo se fusiona, sino que se funde en una parte homogénea mediante un láser de alta densidad de potencia. Debido a la porosidad reducida, las piezas fabricadas con SLM exhiben una alta resistencia al controlar la estructura cristalina del metal acabado.

Además, el diseño del canal permite un mayor flujo en un espacio más pequeño. Los pasajes que conectan los pasajes internos no tienen que maquinarse desde el exterior del manifold y no requieren tapones para orificios.

Colectores impresos en 3D de metal

Aidro utiliza esta tecnología para crear colectores compactos y ligeros en unidades de energía hidráulica portátiles. El resultado es un colector hidráulico que pesa alrededor de una cuarta parte del peso de una contraparte tradicional maquinada a partir de un bloque sólido de metal. El colector impreso en 3D tenía que coincidir con el diseño anterior en tamaño y también tenía que servir como la parte superior del tanque hidráulico HPU. Sin esta limitación, los colectores impresos en 3D podrían hacerse más pequeños, lo que reduciría aún más el peso.

Para obtener más información sobre los componentes hidráulicos impresos en 3D de metal de Aidro, visite www.aidro.it

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