工業用戶不斷采用增材制造，涉及航空航天，醫療，制造等眾多行業。在最近的一個案例研究中，工程公司GKN展示了AM的增材制造和設計如何為傳統制造工藝提供液壓系統的優勢。

在案例研究中，GKN研究了如何重新設計AM現有液壓塊的內部可以帶來好處，并使制造商能夠克服傳統工藝特有的技術壁壘問題，包括內部通道的泄漏，效率損失等等。

傳統的限制

液壓塊在液壓系統中起著重要作用。組件本身通常類似于外部的塊，但它們包含復雜的內部通道，有助于控制大型機器（例如農業或建筑車輛）中的油分配。

傳統上，液壓塊采用減法加工工藝制造，這意味著它們以實心鋼塊開始，經過銑削和鉆孔以形成內部通道。正如GKN在其博客上所解釋的那樣：“首先從上方鉆一個洞，然后從下面鉆一個洞。最后，兩個孔水平連接在一起。然后必須切斷線程。為了防止油從側面溢出，使用帶有平頭螺釘的螺紋來關閉水平連接。”

除了產生高成本之外，使用減法工藝還會在最后部分產生一系列問題，導致油流效率低下。首先，鉆孔產生的通道中的鋒利邊緣會產生無法去除的毛刺。當油在高壓下流過它們時，這些連接區域也會導致“大的損失和低效率。

GKN列出的其他風險包括形成可能導致故障的污物儲存器，相鄰通道中的泄漏以及當液壓塊發生故障并且必須更換時液壓系統的OEE降低。

重新設計液壓系統

在重新設計用于增材制造的液壓塊時，GKN確保了塊體通道孔的結構與原始設計一致 － 使其能夠適應現有的液壓系統。

重新設計過程使團隊能夠創建更輕質的部件，并獲得更佳的油流量。在打印液壓塊后，GKN發現了許多其他顯著優點。首先，3D打印液壓塊的重量減輕高達80％（從30千克降至5．5千克），這意味著更低的材料成本和操作員更容易操作。

其次，重新設計的部分消除了死角或尖角區域，減少了污垢收集的風險。同樣，通過擺脫尖角并形成平滑的通道，進一步優化了通過塊的油流。

3D打印塊也可以重新設計以包括更復雜的通道。正如GKN所解釋的那樣：“使用更復雜的液壓塊，可以相互調節油路長度。油通道越長，壁摩擦和損失就越多。較短的通道意味著更少的摩擦，更少的泄漏風險。”它補充說，“未來該區塊還可以進一步適應更快的反應，更穩定和更高的能源效率。”

從生產的角度來看，增材制造還為GKN提供了更大的自由來調整和調整液壓塊的設計。值得注意的是，這種自由還要求公司不需要為每次設計更新都更換工具，從而大幅降低制造成本。

審核編輯 黃昊宇