3D打印便携式液压动力设备的轻量化优势

从小型轻型体积中传递高功率是液压系统的主要优势之一。这就是为什么Jaws of Life【“救生颚”(常用于营救的剪刀状液压装置)】和其他高功率工具依赖于在高压下运行的液压系统，它们可以被运送到现场使用点，在紧凑的区域仍然产生以吨为单位的力用于机械设备提升，破碎或扭矩扭曲。

对于便携式液压动力制造商来说就是这种情况。设计师希望尽可能让功率单元变得轻盈，但很难有所突破。指定使用插装阀的集成液压回路代替由管路安装的阀，将部件数量减少到最少，并且使流体管路尽可能短。然后设计师发现了金属3D打印的最新功能。

该便携式液压动力单元（HPU）用于供应高功率液压。因为它是手动运送到工作场所，所以设计师希望尽可能地使其高效工作。在采用多项设计使HPU更轻便之后，他们采用了一个金属3D打印歧管，其重量约为传统歧管的四分之一。 （图片由Aidro SrL提供）

Metal 3D打印组件的优点

金属3D打印组件并不新鲜，直到最近，为了适应高压需要的材料强度使得液压系统能够采用这项技术。金属3D打印通常与增材制造相关。添加剂制造涉及从零开始并仅添加足够的金属以使组件满足尺寸，物理和机械性能。

使用金属3D打印制造的部件可以更小，尤其比通过传统方法制造的等同部件更轻。左边是一个用于便携式动力源装置的歧管，右边是3D打印版本，重量减轻了74％。 （图片由Aidro SrL提供）

这与机加工部件形成对比，机加工部件（通常是歧管）以固体金属块开始，材料被移除以满足要求。这项技术的局限性在于，多余的材料通常留在原位以节省移除它的费用，从而导致部件重量超过必要的重量。虽然可以去除大部分多余的金属以减轻重量，但这样做会增加相当大的制造成本。

机加工也是有限的，例如椭圆形或方形的流体通道，其可以承载与圆形通道相同的流动，但适应较小的空间。常规歧管中的通道通常必须定位以防止交叉钻通并要求通道之间的材料足够以提供足够的强度。而且通常必须设置用于连接内部通道的辅助孔，以防止跨通道流动。

金属3D打印液压元件的基本过程

金属3D打印组件逐层堆积所需的组件。该过程使用计算机控制的激光熔化每层金属，因为它被沉积以构建零件。据意大利Taino的Aidro SrL总经理Alberto Tacconelli称，最适合液压元件的金属3D打印类型是粉末床熔合，可通过直接金属激光烧结（DMLS）或选择性激光熔化（SLM）进行。

DMLS将金属粉末加热到颗粒在分子水平上融合在一起的程度。烧结材料的孔隙率是可控的。 DMLS可以与各种合金一起使用，允许功能原型由与生产组件相同的材料制成。使用SLM，金属粉末不仅熔合在一起，而且实际上通过高功率密度激光熔化成均匀的部分。由于孔隙率降低，用SLM制成的部件通过控制成品金属的晶体结构而表现出高强度。

此外，流道设计可以实现在更小的空间内提供更大的流量。连接内部通道的通道不必从歧管外部加工，无需使用孔塞。

金属3D打印歧管

该技术在便携式液压动力装置中制造出紧凑，轻质的歧管。其结果是液压歧管的重量约为传统配件的四分之一。 3D打印的歧管必须与之前的设计在尺寸上相匹配，并且还作为HPU液压油箱的顶部。如果没有这个限制，3D打印的歧管可能会变小，这样还可以减轻重量。