01 Sualtı Ekipmanları ve Titanyum Alaşımları Arasındaki "Kaçınılmaz Bağlantı"
Ülkemiz bol miktarda deniz kaynağına sahiptir ve su altı ekipmanları okyanusu keşfetmek için çok önemli bir araç görevi görmektedir. Önemi-açıktır. İlk günlerde su altı ekipmanları çoğunlukla demir- bazlı malzemelerden yapılıyordu. Daha sonra hafiflik sağlamak için alüminyum alaşımlı malzemeler yaygın olarak kullanıldı. Ancak bir deniz gücü olma stratejisinin ilerlemesiyle birlikte, su altı ekipmanlarının uzun-mesafe navigasyonu, uzun-süreli operasyon ve derin-su operasyonları yeteneklerine sahip olması gerekiyor. Titanyum alaşımları hafiflikleri, yüksek mukavemetleri, korozyona dayanıklılıkları ve manyetik olmayan özellikleriyle öne çıkıyor ve bu da onları su altı ekipmanlarındaki yapısal malzemeler için ideal seçim haline getiriyor. Bununla birlikte, titanyum alaşımının işlenmesi zordur ve geleneksel işleme yöntemlerinin zayıf boyutsal doğruluk, uzun işlem döngüleri ve yüksek maliyetler gibi sorunları vardır. Bu aynı zamanda, yalnızca titanyum alaşımı işlemedeki sorunları çözmekle kalmayan, aynı zamanda üretim verimliliğini ve ekonomik faydaları da önemli ölçüde artıran katmanlı imalat teknolojisinin uygulanması için alan sağlar.
02 Katmanlı İmalat Teknolojisi: Doğumdan Gelişime
Eklemeli üretim teknolojisi kavramının kökeni Amerika Birleşik Devletleri'nde 19. yüzyılın sonlarına kadar uzanmaktadır. Ancak o dönemdeki teknik sınırlamalar nedeniyle bu fikir hayata geçirilemedi. Yüksek-enerjili termal füzyon teknolojisi ve hızlı prototipleme teknolojisindeki atılımlar, katmanlı üretim teknolojisinin gelişiminin temellerini 1980'lerde atana kadar değildi. O zamandan bu yana bu teknoloji sürekli olarak gelişti ve havacılık, tıp ve otomotiv gibi alanlarda yavaş yavaş ortaya çıktı ve artık imalat endüstrisindeki en ileri anahtar teknolojilerden biri haline geldi. Eklemeli üretim teknolojisinin özü "katman-katman{-birleştirmesinde" yatmaktadır. Tozları veya telleri eritmek için lazerler, elektron ışınları veya yaylar gibi ısı kaynaklarını kullanır ve bunları üç-boyutlu bir modele göre katman katman oluşturarak sonuçta bileşenlerin genel oluşumunu sağlar. Bu teknoloji yalnızca geleneksel imalatın sınırlarını aşmakla kalmıyor, aynı zamanda karmaşık yapıların imalatı için de yeni bir çözüm sunuyor.
03 Sualtı Titanyum Alaşımlı Ekipmanlarda Eklemeli İmalat Teknolojisinin Uygulanması
Pervanelerin Yenilikçi İmalatı:
Pervane, su altı ekipmanının çok önemli bir tahrik bileşenidir. Geçmişte, titanyum alaşımlı döküm pervaneler yüksek maliyet ve hantal proses zorluklarıyla karşı karşıyaydı. Üretim hacmi küçük olduğunda, kalın levhaların mekanik olarak işlenmesi daha uygun olmasına rağmen malzeme kullanım oranı son derece düşüktü. 2017 yılında Damen Group, Alman pervane üreticisi Promarin, yazılım sağlayıcı Autodesk ve Rotterdam Eklemeli İmalat Laboratuvarı (RAMLAB) iş birliği yaparak ark teli eklemeli üretim teknolojisini kullanarak dünyanın ilk üç-kanatlı nikel-alüminyum bronz alaşımlı pervanesini (1,35 metre çapında ve 400 kilogram ağırlığında) başarıyla tamamladı. İlgili performans testlerini geçerek Fransız Sınıflandırma Kurumundan sertifika aldı. China Shipbuilding Industry Group Fenxi Heavy Industry Co., Ltd., Shaanxi Changlong Jiuzhou Metal Technology Co., Ltd. ile birlikte yedi kanatlı titanyum alaşımlı pervaneyi (800 mm çapında ve 30 kg ağırlığında) denemek için LMD teknolojisini kullandı ve şu anda Çin Sınıflandırma Topluluğu'ndan sertifika almak için başvuruyor. Geleneksel imalat yöntemleriyle karşılaştırıldığında eklemeli imalat, pervane imalatında benzersiz avantajlar ortaya koyar ve birçok sorunu çözer.
İçi boş kabukların üretiminde atılım:
İçi boş kabuklar su altı ekipmanlarının en zorlu bileşenleri arasındadır. Halkaların dövülmesi ve birbirine kaynaklanmasının geleneksel yöntemi, yüksek montaj zorluğu, çok sayıda kaynak, büyük kaynak deformasyonu, düşük malzeme kullanım oranı ve uzun işlem süresi gibi sorunlara sahiptir. Firmamız LMD teknolojisini kullanarak içi boş kovanların deneme üretimini başarıyla tamamlamıştır. Testin ardından bu bileşen, mekanik performans testini ve harici su basıncı testini başarıyla geçti. Geleneksel işleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında malzeme kullanım oranı %50'den %95'e çıkmış, işlem süresi 7 günden 1 güne kısalmış, üretim maliyeti %20 azaltılmış, üretim verimliliği ve ekonomik faydalar önemli ölçüde artırılmıştır.
Basınçlı kapların keşfi ve deneyleri:
Yabancı ülkelerde Breddermann ekibi, LMD teknolojisini kullanarak GR5 titanyum alaşımlı yarım küre kabukları başarıyla üretti ve su altı ekipmanlarındaki potansiyel uygulamalarını keşfetmek için bunlar üzerinde değerlendirmeler ve testler gerçekleştirdi. Araştırma, inşaat yönünün optimize edilmesinin ve destekleyici yapıların eklenmesinin, ikinci yarım küre partisinin boyutsal doğruluğunu artırabileceğini buldu. Başarısızlık testleri, ikinci yarım küre partisinin basınç-taşıma kapasitesinin önemli ölçüde arttığını gösterdi; bu da su altı titanyum alaşımlı ekipmanların geliştirilmesi için önemli referanslar sağladı.
04 Eklemeli İmalat Teknolojisinin "Öne Çıkan Noktası"
Eklemeli üretim teknolojisi geleneksel işleme teknolojilerinden farklıdır. Üç-boyutlu modelleri temel alarak, tozları veya telleri eritmek için lazerler, elektron ışınları veya ark akımları gibi ısı kaynaklarını kullanarak katmanlar halinde işlem yapar ve bileşenlerin genel oluşumunu sağlamak için bunları katman katman oluşturur. Sualtı titanyum alaşımlı ekipmanların yapımında bu teknolojinin bariz avantajları vardır.
Boyuta güçlü uyum:
Lazer seçici eritme (SLM) teknolojisi, vakum odasının alanıyla sınırlı olmasına rağmen, yerli ve yabancı ekipmanlar su altı ekipmanlarının bileşenlerinin %60'ından fazlasını kapsayabilmekte ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte şekillendirme boyutu giderek artmaktadır. Lazer füzyon biriktirme (LMD) ve ark katkılı üretim (WAAM) teknolojilerinin temel olarak bileşen oluşumunun boyutunda herhangi bir kısıtlaması olmamasına rağmen, büyük bileşenlerin gereksinimlerini karşılayabilir ve daha sonraki ince işlemlerden sonra ekipman kullanımının gereksinimlerini karşılayabilir.
Karmaşık yapıların imalatında önemli avantajlar:
Pervaneleri ve içi boş kovanları örnek alırsak, geleneksel üretim yöntemi yüksek maliyetlere, karmaşık süreçlere ve düşük malzeme kullanımına sahiptir. Eklemeli imalat teknolojisi ile bu sorunlar çözülebilir ve üretim verimliliği artırılabilir. Örneğin, şirketimizin deneme amaçlı ürettiği-yedi-yapraklı titanyum alaşımlı pervaneler ve içi boş kovanlar performans, maliyet ve işleme döngüsü açısından büyük ölçüde iyileşti.
Malzeme bileşimi ve performansı garanti edilir:
Araştırmalar, eklemeli üretim teknolojisiyle işlenen titanyum alaşımlı bileşenlerin kimyasal bileşime ilişkin standart gereksinimleri karşılayabildiğini ve işlem-hazırlanan bazı GR5 titanyum alaşımı parçalarının mekanik özelliklerinin de standartları karşılayabildiğini göstermiştir. Darbe enerjisi dövmelere göre daha düşük olmasına rağmen genel performansı iyidir.
