În cea mai mare parte, tehnologia de imprimare 3D din metal constă în depunere directă de energie (cum ar fi rețea de inginerie laser care formează LENS) și topirea în strat de pulbere (cum ar fi topirea selectivă cu laser SLM și topirea cu fascicul de electroni EBM). Tehnologia de depunere directă a energiei implică pulverizarea sârmei metalice sau a pulberii direct pe un substrat, topirea acestuia cu o sursă de căldură și depunerea acesteia pentru a construi o structură tri-dimensională; tehnologia de topire a stratului de pulbere topește selectiv straturile de pulbere de metal printr-un fascicul de-energie mare (laser sau fascicul de electroni); Stivuirea strat-cu-strat formează un solid tri-dimensional. Printre beneficiile majore ale acestei tehnologii se numără o mare libertate de proiectare, o mare capacitate de producție pentru construcții dificile, o rată ridicată de utilizare a materialelor și un ciclu de producție rapid.
Ratele scăzute de utilizare a materialelor rezultă din tehnicile tradiționale de prelucrare a metalelor, producând adesea o mulțime de deșeuri și deșeuri. În plus, folosind doar resursele necesare pentru a construi articole, tehnologia de imprimare 3D din metal folosește o tehnică de stivuire strat-cu-strat, reducând astfel drastic deșeurile de material. De exemplu, metodele convenționale pot necesita turnarea întregului semifabricat mai întâi, apoi prelucrarea mecanică minuțioasă, iar rata de utilizare a materialului poate fi mai mică de 50% atunci când se realizează componente de echipamente energetice cu structuri interioare complexe. Pe baza modelelor de design, tehnologia de imprimare 3D din metal poate produce piese cu precizie; în plus, rata de utilizare a materialului poate fi crescută până la peste 80%–90%. Utilizarea imprimării 3D metalice poate ajuta la economisirea anuală a multor cheltuieli cu materialele metalice, luând în considerare unele îmbinări complicate ale conductelor în echipamentele de energie nucleară.
Tehnologia de imprimare 3D din metal poate scurta procesele de fabricație și asamblare ale componentelor echipamentelor energetice. Fabricația tradițională tipică necesită mai multe procese-facerea matrițelor, turnarea, forjarea, prelucrarea mecanică și asamblarea-fiecare dintre acestea necesită o investiție majoră în timp, forță de muncă și resurse materiale. Prin combinarea mai multor componente într-un singur întreg, tehnologia de imprimare 3D poate realiza modelarea integrată și poate minimiza nevoia de tehnici de asamblare și conectori. Pentru turbinele eoliene, de exemplu, fabricarea convențională a palelor necesită componente fabricate independent, inclusiv învelișul palei, grinda și placa de bandă, apoi combinându-le. Imprimarea directă a lamelor integrate, cu structuri interne complicate și forme optime, utilizând tehnologia metalică de imprimare 3D, nu numai că îmbunătățește performanța lamelor, ci și eficientizează procesul de fabricație și reduce costurile de producție.
Trei aici reduc cheltuielile cu fabricarea și întreținerea echipamentelor.
Tehnologia de imprimare 3D pentru metal poate genera canale de răcire complicate și structuri interioare pentru componentele echipamentelor energetice, îmbunătățind astfel performanța de disipare a căldurii și fiabilitatea echipamentului și reducând astfel apariția defecțiunilor echipamentelor. De exemplu, paletele de turbină imprimate 3D-utilizate în turbinele cu gaz au un design maxim al canalelor de răcire care pot scădea eficient temperatura palelor, pot prelungi durata de viață a palelor și pot economisi timpul de nefuncționare a echipamentului și costurile de întreținere rezultate din deteriorarea palelor.
Întreținerea echipamentelor: tehnologia de imprimare 3D din metal poate produce rapid piese de schimb pentru componentele stricate, poate scurta ciclurile de întreținere și poate reduce cheltuielile de întreținere pentru repararea și reabilitarea unor echipamente energetice învechite. De exemplu, unele echipamente importante din reactoarele nucleare au o durată de viață mai lungă, iar componentele ar putea suferi uzură sau coroziune. Tehnicile convenționale de întreținere ar putea necesita achiziții de piese din străinătate, care nu numai că costă mai mult, dar au și un timp de livrare lung. Componentele necesare pot fi produse rapid pe site-ul-, iar echipamentul poate fi restabilit rapid la normal prin intermediul tehnologiei de imprimare 3D din metal.
Diferiți consumatori au diverse nevoi pentru specificațiile, performanța și designul echipamentelor energetice; cererea sectorului energetic este diversă și imprevizibilă. Cerințele de producție personalizate ale echipamentelor energetice pot fi satisfăcute și-fabricarea la cerere poate fi atinsă, cu tehnologii de imprimare 3D din metal. Pe baza solicitărilor consumatorilor, companiile pot crea produse în-timp real, evitând astfel stocul întârziat rezultat din producția în masă și scăzând cheltuielile cu stocul. În domeniul generării de energie solară, de exemplu, criteriile de proiectare pentru suporturile panourilor solare se modifică în funcție de circumstanțele resurselor de energie solară și de împrejurimile instalării în diferite zone. Parantezele adecvate pot fi personalizate rapid în funcție de nevoile particulare prin utilizarea imprimării 3D din metal, reducând astfel presiunea stocurilor și ocuparea capitalului. Reduceți cheltuielile de cercetare și dezvoltare și scurtați ciclul prin intermediul
Dezvoltarea echipamentelor energetice depinde în mod critic de prototiparea rapidă. Producția rapidă de prototipuri de echipamente, posibilă prin imprimarea metalică 3D, ajută personalul de cercetare și dezvoltare să valideze și să îmbunătățească rapid proiectele, reducând astfel ciclul de cercetare și dezvoltare. Reducerea frecvenței modificărilor succesive și a producției de probă în timpul procesului de cercetare și dezvoltare ajută la minimizarea cheltuielilor de cercetare și dezvoltare. De exemplu, tehnologia de imprimare 3D poate crea rapid prototipuri de lame cu diverse scheme de proiectare pentru testarea tunelului de vânt și evaluarea performanței, ceea ce permite o decizie rapidă cu privire la schema de proiectare ideală și accelerează timpul de lansare pe piață pentru noile turbine eoliene.
Tipurile de materiale accesibile acum pentru imprimarea 3D din metal sunt oarecum limitate, iar unele dintre ele nu pot satisface complet nevoile echipamentelor energetice în condiții solicitante, inclusiv temperatură ridicată, presiune ridicată și coroziune severă.
Costul echipamentului Cheltuiala mare a echipamentelor de imprimare 3D din metal și întreținere limitează utilizarea generală a acestuia în sectorul energetic.
Controlul calității: procesele provocatoare de inspecție și control al calității în imprimarea 3D pe metal pot duce la defecte precum pori și fisuri, care compromit fiabilitatea și performanța componentelor.
Specificații standard: Utilizarea tehnologiei de imprimare 3D din metal în sectorul energetic nu are în prezent standarde și specificații consecvente, producând astfel o calitate inegală a produsului și creând anumite probleme pentru certificarea și utilizarea produsului.
Planul de răspuns; cercetare și dezvoltare materiale: investiți mai mult în cercetarea și dezvoltarea materialelor metalice de imprimare 3D, precum și în noi materiale-de înaltă performanță potrivite pentru sectorul energetic. Metode precum modificarea materialului și alierea ajută la creșterea rezistenței, a rezistenței la coroziune și a rezistenței la temperaturi ridicate-a materialelor.
Se realizează îmbunătățirea constantă a tehnologiei echipamentelor de imprimare 3D din metal, îmbunătățirea vitezei de imprimare, a preciziei și a eficienței de producție a echipamentului și, astfel, scăderea costului echipamentului. Consolidați întreținerea și gestionarea echipamentelor concomitent pentru a crește fiabilitatea și stabilitatea acestuia.
Tehnologie pentru controlul calității: folosind tehnologii de inspecție-de ultimă oră, inclusiv testarea cu raze X-, testarea cu ultrasunete etc., creați un sistem complet de inspecție și control al calității pentru imprimarea 3D din metal pentru a monitoriza și evalua constant calitatea componentelor în timpul procesului de imprimare.
Grupurile industriale, institutele de cercetare și întreprinderile ar trebui să sporească cooperarea pentru a crea în comun standarde și cerințe pentru imprimarea 3D a metalelor în sectorul energetic, garantând astfel calitatea și siguranța produselor.
https://www.china-3dprinting.com/metal-Imprimarea-3d/combinația-de-aliaj-de-aluminiu-și-3d.html