2018年，中興遭遇芯片危機給國內其他科技廠商敲響了警鐘，其實國內的關鍵短板不僅僅是芯片，拿液壓控制器來說，液壓控制器對於很多機械來說，起着對設備性能關鍵的決定作用。

而3D打印正在助力突破製造極限，成就更復雜的液壓零件，實現更好的性能。3D打印技術也正在成爲國內在突破液壓控制器零件的技術方面必須要重視的技術。

來源：Domin液壓

更復雜更高效

液壓泵包括多種類型的結構，其中柱塞泵由缸體和柱塞構成，通過柱塞在缸體內作往復運動，在工作容積增大時吸油，工作容積減小時排油。

柱塞泵的徑向載荷由缸體外周的大軸承所平衡，以限制缸體的傾斜利用配流盤配流傳動軸只傳遞轉矩。由於存在缸體的傾斜力矩，製造精度要求較高，否則易損壞配流盤。

徑向活塞泵是由許多零件構成，並且由於它們的週期性工作而易於產生工作噪聲。此外，爲了驅動徑向活塞泵所必需的裝置在製造方面是相對昂貴的並且安裝複雜。因此在這個技術領域中的重要研發難點是降低工作噪聲且使產品成本儘可能低。

3D打印爲製造徑向活塞泵提供了一種新思路和新途徑，在這方面英國的Domin公司通過3D打印製造出了輕巧、高功率密度和高扭矩的徑向活塞泵。

來源：Domin液壓

採用金屬增材製造（AM）的革命性製造技術來優化固定容積泵的設計。Dimin製造出高效、低速（4,000 rpm）和高扭矩的容積泵。

通過結合高端設計軟件，有限元分析軟件和計算流體力學，Domin能夠設計和製造功率密度爲23 kW / kg，扭矩爲40 Nm，排量爲14 cc / rev的泵。。

爲了設計出具有可靠壽命的高效泵，樞軸需要非常複雜的液壓換向，該換向將入口和出口圍繞樞軸並沿其長度方向延伸。儘管在應用開發方面，之前在徑向活塞泵的開發方面進行了大量工作，但現有的製造技術卻無法實現十分複雜的液壓換向。金屬增材製造使得Domin實現了泵的高效輕巧的換向元件。

3D科學谷Review

Domin流體動力是3D打印液壓領域的積極探索者，Domin流體動力制定了新的流體動力產品“穩定”設計的戰略，這個戰略建立在以金屬3D打印技術作爲製造方式的基礎上。在此基礎上，Domin公司對一些多年來都沒有什麼明顯改變的液壓流體動力零部件進行了重新設計與製造，包括直接驅動伺服液壓閥。

Domin流體動力利用增材製造的變革性技術自由，從功能實現的角度重新設計產品，從而創建了下一代的流體動力技術。而這其中計算流體動力學 – CFD發揮了重要的作用。

CFD是伴隨着計算機技術、數值計算技術的發展而發展的。簡單地說，CFD相當於”虛擬”地在計算機做實驗，用以模擬仿真實際的流體流動情況。而其基本原理則是數值求解控制流體流動的微分方程，得出流體流動的流場在連續區域上的離散分佈，從而近似模擬流體流動情況。可以認爲CFD是現代模擬仿真技術的一種。

在設計新產品時，工程師必須根據可以收集到的證據來驗證他們的決定。在設計過程中，有一點必須決定哪個概念值得發展，無論是出於經濟、性能還是美學原因。

在數字時代之前，工程師依賴於基於粗略假設的計算和工程直覺。通過耗時的反覆試驗可以改善計算和直覺，但是這種方法在時間和成本上存在很大的限制。

相對而言，CFD仿真以更準確，更省時和更具成本效益的方式每秒可進行數十億次計算，從而在流體動力行業，CFD已被證明是設計工程師必不可少的工具。根據3D科學谷的市場觀察，CFD與增材製造（3D打印，AM）結合的時候，可以實現複雜設計的快速迭代並實現滿足性能目標的驗證。

當考慮解決問題的替代解決方案時（無論是滿足流量目標還是管理疲勞應力區域），當由一名工程師進行整體設計時，CFD可以很方便地爲設計人員提供信息，說明哪種設計路徑最適合滿足規範目標。

更多關於CFD仿真在液壓領域的應用，請關注3D科學谷計劃發佈的《3D打印與液壓白皮書》版本2.0

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