Probleme cu puterea mecanică a echipamentelor energetice
Echipamentele energetice vin sub mai multe forme. De exemplu, centralele termice folosesc cazane și turbine, industria petrochimică folosește reactoare și conducte, iar centralele nucleare folosesc vase sub presiune. Toate aceste tipuri de echipamente trebuie să se ocupe de o mulțime de stres mecanic în mediile lor de lucru. De exemplu, vasul de presiune al unui reactor nuclear trebuie să poată supraviețui eroziunii materialelor radioactive și temperaturii ridicate -, ridicat de răcire de presiune - pentru o lungă perioadă de timp. Dacă nu există suficientă rezistență mecanică, ar putea provoca probleme majore de siguranță, cum ar fi scurgerile nucleare. Când găuriți pentru petrol, echipamentul trebuie să meargă mii de metri în subteran și să se ocupe de o presiune uriașă de formare și puterea bucăților de foraj. Dacă rezistența mecanică nu este suficient de mare, aceasta se poate rupe și eșua în diverse moduri, ceea ce încetinește extracția și costă bani.
Când vine vorba de a face echipamentele energetice mai puternice, metodele tradiționale de fabricație au mai multe probleme. De exemplu, atunci când se fac piese structurale complicate, procesele de turnare pot provoca probleme precum porozitatea și contracția, ceea ce poate slăbi rezistența mecanică a părților. Tehnologia de forjare poate face materialele mai dense și mai puternice, dar este greu și costisitor să lucrezi cu piese care au structuri interne complicate.
Ideea din spatele utilizării imprimării metalice 3D pentru a face lucrurile mai puternice
Principiul discret de stivuire este ceea ce face ca imprimarea metalică 3D să funcționeze. Face piese prin stivuirea straturilor de pulbere metalică sau sârmă una peste alta. Acest mod de a face lucrurile are o serie de beneficii importante care fac echipamentele energetice mai puternice.
Controlați distribuția materialelor cu precizie
În fabricarea tradițională, modul în care sunt distribuite materialele este de obicei limitat de modul în care sunt făcute, ceea ce face dificilă obținerea controlului exact. Imprimarea metalică 3D poate pune materiale exact acolo unde trebuie să meargă conform specificațiilor de proiectare, ceea ce duce la cea mai bună distribuție a materialelor. De exemplu, atunci când faceți piese care pot gestiona mult stres, a face materialele mai groase în regiunile în care stresul este concentrat sau utilizarea materialelor cu o rezistență mai mare ar putea face piesele mai puternice în general.
Îmbunătățiți microstructura
Procesul rapid de răcire și de solidificare locală care se întâmplă în timpul imprimării metalice 3D poate face formațiuni fine, chiar și de cereale. Cerealele fine pot face materialele mai puternice și mai dure, deoarece limitele cerealelor pot opri mișcarea mutării, ceea ce face ca materialul să fie mai rezistent la deformare. De asemenea, puteți regla compoziția și distribuția de fază a fazelor precipitate ale materialului prin schimbarea setărilor de imprimare, cum ar fi puterea laser și viteza de scanare. Acest lucru face ca microstructura materialului să fie și mai bună și îmbunătățește calitățile sale mecanice.
Înțelegeți cum să faceți structuri complexe într -o singură piesă
Unele echipamente energetice au piese structurale complexe care trebuie puse laolaltă folosind metode tradiționale de fabricație. Acest lucru face ca asamblarea să fie mai grea și mai scumpă și, de asemenea, poate provoca creșterea stresului la punctele de conectare, ceea ce face ca piesele să fie mai slabe. Imprimarea metalică 3D poate face structuri complicate într -o singură dată, ceea ce evită problemele cu concentrația de stres în timpul asamblării și face ca produsele să fie mai puternice și mai fiabile în general.
Cum să faci lucrurile mai puternice cu imprimarea metalică 3D
Proiectare pentru optimizarea topologiei
Optimizarea topologiei este un proces de proiectare care folosește algoritmi de matematică pentru a descoperi automat cea mai bună modalitate de a distribui materiale într -o zonă de proiectare, în funcție de condițiile de încărcare și de delimitare. Utilizarea imprimării metalice 3D și a optimizării topologiei împreună poate face ca lucrurile care funcționează cel mai bine mecanic. Optimizarea topologiei poate ajuta la proiectarea lamelor turbinei eoliene, dându -și seama cum să aranjeze structura internă a lamelor, astfel încât acestea să fie mai ușoare și mai eficiente la generarea de energie electrică, în timp ce sunt încă suficient de puternice. Tehnologia de imprimare 3D metalică face posibilă realizarea lamelor cu caracteristici topologice complicate imediat. Puterea și performanța lor mecanică au parcurs un drum lung de când au fost făcute în trecut.
Realizarea materialelor cu gradient
Unele părți ale echipamentelor energetice au nevoie de mai multă rezistență mecanică decât altele. Imprimarea metalică 3D poate face materiale gradient, ceea ce implică faptul că diverse zone ale aceleiași componente pot fi realizate cu materiale care au calități sau compoziții variate pentru a satisface scopuri diferite. De exemplu, vârful unei lame de turbină cu gaz trebuie să poată gestiona temperaturi ridicate și forțe centrifuge, ceea ce înseamnă că trebuie să fie făcut din materiale puternice, căldură -. Zona de rădăcină a frunzelor trebuie, de asemenea, să fie dificilă și capabilă să se ocupe de încordare. Imprimarea metalică 3D vă permite să folosiți rezistență ridicată - și materiale mari - din aliaj rezistent la temperatură la vârful lamei și înalt - rezistență și oboseală - materiale din aliaj rezistente la rădăcina lamei. Acest lucru schimbă proprietățile materialelor într -un mod gradient, ceea ce face ca lama să fie mai puternică și să dureze mai mult.
Tratament pentru a face suprafața mai puternică
După ce se face imprimarea metalică 3D, suprafețele pieselor pot fi, de asemenea, consolidate pentru a le face și mai puternice. De exemplu, utilizarea tehnologiei de placare cu laser pentru a pune o acoperire a unei durități și uzură ridicată - {- aliaj rezistent la suprafața piesei poate face suprafața mai grea și mai rezistentă la uzură, ceea ce va scădea o uzură și oboseală. De asemenea, metodele de întărire a suprafeței, cum ar fi peeningul și rularea, pot oferi stres de compresie rezidual pe suprafața părților pentru a le face mai rezistente la oboseală.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - imprimare/aport - colectoare - de metal-aditiv.html