Depășirea limitărilor producției tradiționale și accelerarea livrării de prototipuri
Procesele tradiționale de fabricație au multe limitări în prototiparea echipamentelor energetice. Luând turnarea ca exemplu, crearea unui prototip metalic complex necesită mai întâi proiectarea și fabricarea matrițelor, ceea ce nu este doar consumator de timp-, ci și costisitor. Proiectarea și fabricarea matrițelor necesită tehnicieni profesioniști și echipamente complexe, iar odată ce producția matriței este finalizată, dacă defectele de proiectare trebuie modificate, matrita trebuie refăcută, extinzând și mai mult ciclul de dezvoltare. Deși prelucrarea mecanică poate produce unele piese metalice simple, este dificil sau chiar imposibil să se prelucreze prototipuri de echipamente energetice cu structuri interne complexe sau aspect neregulat.
Imprimarea 3D din metal se eliberează complet de constrângerile mucegaiurilor. Se bazează pe principiul „stivuirii discrete” și controlează direct stivuirea strat cu strat de pulbere sau sârmă metalică prin modele digitale computerizate, fără a fi nevoie de procese complexe de proiectare și fabricare a matriței. Aceasta înseamnă că timpul de tranziție de la proiectare la producția de prototip este mult redus. Când au dezvoltat un nou tip de colector solar, inginerii au proiectat o placă de colectare cu o structură unică a canalului de curgere, care poate dura săptămâni sau chiar luni pentru a realiza matrițe și prototipuri folosind procese tradiționale. Prin utilizarea tehnologiei de imprimare 3D din metal, este necesar doar să introduceți modelul digital proiectat în dispozitivul de imprimare și, în câteva zile, pot fi fabricate prototipuri metalice de înaltă-precizie, permițând echipei de cercetare și dezvoltare să testeze și să evalueze designul mai rapid.
Realizați formarea structurilor complexe și asistați la verificarea proiectării inovatoare
Echipamentele energetice trebuie adesea să funcționeze în medii de lucru complexe. Pentru a îmbunătăți performanța și eficiența echipamentelor, proiectanții urmăresc în mod constant structuri mai complexe și optimizate. Cu toate acestea, procesele tradiționale de fabricație se confruntă cu provocări semnificative în realizarea acestor structuri complexe. De exemplu, în domeniul generării de energie eoliană, pentru a îmbunătăți performanța aerodinamică și eficiența de generare a energiei a palelor turbinelor eoliene, proiectanții speră să producă pale cu suprafețe curbe complexe și structuri de armare interioară. Este dificil să se fabrice cu precizie prototipuri de lame cu structuri atât de complexe folosind tehnici tradiționale, ceea ce limitează inovația în proiectare.
Tehnologia de imprimare 3D metal are o libertate de proiectare extrem de mare și poate realiza cu ușurință turnarea integrată a structurilor complexe. Fie că este vorba de structura poroasă internă, de canale complexe de curgere sau de suprafețe exterioare neregulate, toate pot fi fabricate cu precizie prin imprimare 3D din metal. În dezvoltarea de noi ansambluri de combustibil pentru reactoare nucleare, proiectanții au proiectat suporturi pentru barele de combustibil cu canale interne complexe și forme speciale pentru a optimiza efectul de răcire și eficiența reacției nucleare a barelor de combustibil. Tehnologia de imprimare 3D din metal a produs cu succes prototipuri ale acestor structuri complexe, permițând echipelor de cercetare și dezvoltare să efectueze verificarea fizică reală a proiectelor, să descopere și să rezolve probleme potențiale și să promoveze dezvoltarea inovatoare a tehnologiei energiei nucleare.
Reduceți costurile de producție a prototipului și îmbunătățiți economia de cercetare și dezvoltare
Cercetarea și dezvoltarea echipamentelor energetice necesită de obicei o sumă mare de investiții, din care costul producției de prototipuri este o parte importantă. Procesele tradiționale de fabricație necesită fabricarea matrițelor, mai multe etape de prelucrare etc., ceea ce duce la costuri ridicate de producție a prototipului. Mai mult, dacă designul trebuie modificat în etapa ulterioară, matrițele și unele piese trebuie refăcute, crescând și mai mult costurile. Pentru unele companii energetice mici sau startup-uri, costul ridicat al prototipării poate deveni un obstacol pentru cercetare și dezvoltare.
Tehnologia de imprimare 3D metal poate reduce eficient costurile de producție a prototipurilor. În primul rând, elimină procesul de fabricare a matriței, reducând costurile de proiectare, producție și întreținere ale matriței. În al doilea rând, imprimarea 3D din metal poate forma structuri complexe dintr-o singură mișcare, reducând etapele de procesare și risipa de material. Atunci când se dezvoltă dispozitive energetice portabile mici, utilizarea tehnicilor tradiționale pentru realizarea de prototipuri poate necesita procesare și asamblare multiple, ceea ce duce la costuri mai mari. Imprimarea 3D metal poate produce direct prototipuri complete, reducând foarte mult costurile de producție. În plus, datorită vitezei de imprimare 3D din metal, echipa de cercetare și dezvoltare poate finaliza mai multe iterații de proiectare într-o perioadă mai scurtă de timp, îmbunătățind eficiența cercetării și dezvoltării și reducând în continuare costul de cercetare și dezvoltare pe un prototip.
Sprijină imprimarea cu mai multe materiale pentru a îndeplini diverse cerințe de performanță
Cerințele de performanță ale materialelor pentru echipamentele energetice variază foarte mult în diferite poziții de lucru. De exemplu, în echipamentele de extracție a uleiului, secțiunea burghiului necesită materiale cu duritate și rezistență ridicată la uzură, în timp ce secțiunea tijei de foraj necesită materiale cu tenacitate și rezistență la oboseală bună. Procesele tradiționale de fabricație sunt foarte dificil de a produce prototipuri cu mai multe materiale, necesitând de obicei asamblarea pieselor din diferite materiale, ceea ce nu numai că crește dificultatea de fabricație, dar poate afecta și performanța generală a prototipului.
Tehnologia de imprimare 3D metal acceptă imprimarea cu mai multe materiale, permițând distribuția precisă a diferitelor materiale în cadrul aceluiași prototip. Prin comutarea între diferite pulberi sau fire metalice în timpul procesului de imprimare, pot fi fabricate prototipuri cu performanță în gradient sau structuri multifuncționale. Când se dezvoltă noi echipamente de dezvoltare a energiei marine, pentru a se adapta la condițiile complexe de stres din mediul marin, anumite părți ale echipamentului trebuie să aibă atât o rezistență ridicată, cât și o rezistență ridicată la coroziune. Tehnologia de imprimare 3D din metal poate combina aliaje de înaltă-rezistență și aliaje-rezistente la coroziune, conform cerințelor de proiectare, pentru a produce prototipuri care îndeplinesc diverse cerințe de performanță, oferind un sprijin puternic pentru optimizarea performanței echipamentelor energetice.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-vehicle-parts.html