“液壓閥塊集成塊是復雜的組件，其中許多管道走到一起并相交。傳統的加工方式，液壓集成塊的交叉歧管是通過機械加工交叉鉆孔完成的。然而由于機加工的角度限制，一方面流體效率不能得到最高效的優化，經常需要在流道內部添加插頭來調整流量，另一方面加工過程中還面對著同位精度的挑戰。而3D打印帶來了流體流動優化的新領域…”

圖像顯示了流體通道內部90度垂直交叉的結構，而流體方向發生了90度的彎曲，其加工方式通過交叉鉆孔，并在流體塊的一段有終端插頭。

圖：流體90度的急轉彎

計算機流體動力學（VFD）分析，顯示有些區域會面臨流量小的問題，而有些部位則會面臨湍流現象。為了調整流形則需要進一步的內部插頭，但增加了復雜性，而且并沒有改變流體必須通過急轉彎的局面。從流體力學的角度來看，傳統方式加工的液壓集成塊設計存在許多有待改進的空間，只是當時我們沒有3D打印技術這么靈活的手腕。

圖：為解決左圖流體的通暢性，右圖增加了內置插頭

選擇性激光融化增材制造技術，通過一層一層融化金屬粉末來制造產品，使得我們能夠預先優化設計流體內部的流動路徑，同時減少不必要的閥體重量。

第一步：提取流體路徑

第一步是提取流體路徑，包括那些交叉鉆孔設計，這跟傳統機械加工從一個堅實的金屬塊開始不同，這一步需要把傳統加工流體并不通過，而只是為了加工需求而鉆的孔的這部分設計去掉。留下那些流體會經過的管道，和功能歧管。最后提取的設計如右圖。

圖：提取左圖流體經過的路徑，獲得右圖設計

第二步：優化流形

現在，我們開始減少和簡化流體流動路徑，無需交叉鉆孔的設計約束，并且可以將鋒利的角換成圓形彎曲的設計而減少湍流現象，圖像顯示了一個流動路徑概念，確定流動分離和停滯區。

圖：局部優化流形

第三步：確定壁厚和支撐結構

一旦流體路徑進行了優化，我們需要確定壁厚和支撐結構，使用有限元分析（FEA）應力模型來計算和分析流體力學壓力。

圖：為增材制造而進一步優化

最后，支撐結構作為一個支架來保持組件一起，并且在構建過程中起到構建支持和錨的作用。

圖：減重50％

這個偉大的例子不僅僅將液壓閥體減重50%，而且還改進流體流動的效率，避免了進一步組裝需要，提高了閥體性能和穩定性。

(責任編輯：admin)

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