资讯 │ 3D打印下的液压技术

虽然越来越多的设备采用了电液相结合的方式实现更精密的控制，但是在关于阀或阀块本身的加工制造工艺并没有得到很大改善。

但，这一切，都在改变！3D打印已经离我们越来越近了。

3D打印属于增材制造，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。

关于阀块

目前，插装阀技术得到越来越多的应用，其可以把几种复杂的功能简单的集成到一个阀块里，与传统管式阀、板式阀和叠加阀相比，其极大的减小或减少了设备空间、软管、接头、重量和成本等。但是插装阀的这些特点依然还有提高的空间，因为阀块里面的油道必须避免相互打穿或者必须保证油道之间壁厚的足够强度。

3D打印可以很好的克服这些局限性，其可以通过精确定位油道位置和形状以及孔径大小来实现。 这意味着与目前传统阀块技术相比，在保证安全的前提下，油道还可以做得更贴近一些，这也使得成品更紧凑、更轻量。而且，传统技术在加工一些复杂油道的工艺孔后，成品阶段其必须被封堵。这在3D打印时代，都变得没有必要。

关于元件

然而，3D打印并不局限于阀块。元件本身也可以从中受益。比如，阀芯通常包含圆形截面的孔道，主要是因为机床加工工具是采用旋转运动的。然而，如果采用方型截面的孔道，其比圆形截面的孔道通流能力提高20%以上，因为在同样的宽度上，方型截面比圆形截面，过流面积更大。

左：传统技术加工的阀芯   带圆形孔  

右：3D打印制造的阀芯，带方型孔

下面，我们来认识两家在3D打印方面的先行者。

1. 意大利Aidro hydraulics

目前，高压液压元件的3D金属打印依然面临着巨大的挑战，阻止其应用的扩大。

在一些特殊领域，3D打印技术在液压领域中的应用越来越多，特别是在液压阀块增材制造领域，选择激光熔化金属3D打印技术，已成为液压阀块再设计与小批量生产的新技术。

2017年，意大利Aidro hydraulics公司3D打印液压阀块的研发获得成功，目前他们已经具备通过3D打印技术制造特殊液压阀体的能力。在2017年的汉诺威农机展，他们展示了他们最新研发的产品。

3D打印阀块由不锈钢材料制成，控制一个单作用缸。

图片来自意大利Aidro hydraulics

2. 美国MOOG公司

位于美国密歇根州的Linear Mold & Engineering公司，成立于2003年，提供客户材料测试、开发制程等服务，并供应精密模具和工业零件等产品。2015年Linear Mold & Engineering被Moog并购，并更名为Linear AMS。

MOOG用在机器人的集成智能控制器ISA，采用3D打印技术制造。

关于机器人的更多细节，请点击阅读我在2017年11月28号的推送：移动式机器人-MOOG微型液压伺服驱动技术的应用

总结

由于3D打印所具有的内部特征以及构建油道的能力，其特别适合设计和制造阀块。阀块内部可以得到优化从而使得以更小的空间获得更大的流量。因为，不需要工艺堵，可能的泄露也减少了。 

此外，3D打印技术仍在不断发展中。根据目前的技术，3D打印特别适合制造高精度的元件，但并不适合大批量制造。

总而言之，对于液压技术而言，3D打印可以给我们带来：

• 实现传统制造无法实现的技术

• 减重、省空间、节约材料

• 新的构造减少油路连接

• 快速成型，对于同一项目便于构造不同的样品

• 制造时间变短，由几天变成几小时

• 可选材料有：AISI 304和316L不锈钢，钛合金以及其它新材料
  

• 更高的性能，减少泄露

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原文始发于微信公众号（液压传动与控制）：资讯 │ 3D打印下的液压技术