Tradicionālās enerģijas aprīkojuma uzlabošanas problēma, nepadarot to vājāku
Ir grūti izveidot sarežģītas struktūras.
Veicot enerģijas aprīkojuma daļas ar sarežģītām iekšējām struktūrām un topoloģiskajām formām, tradicionālās ražošanas metodes, piemēram, liešana, kalšana un mehāniskā apstrāde, rada daudz problēmu. Piemēram, lidmašīnas motora turbīnas diskam ir jābūt sarežģītiem dzesēšanas kanāliem, kas tajā iebūvēti, lai darbotos labāk un ilgāk ilgāk karstā, ātri - pārvietojot iestatījumus. Tomēr ir grūti precīzi kontrolēt iekšējo kanālu formu un lielumu ar tradicionālajām liešanas metodēm. Kalšanas metodes nevar tieši izgatavot dobas un sarežģītas - formas struktūras, un mehānisko apstrādi ir grūti izmantot sarežģītās iekšējās struktūrās. Tas apgrūtina turbīnas diska strukturālo izturību.
Ierobežota materiālu veiktspēja
Standartizētus materiālus un procedūras bieži izmanto tradicionālajā ražošanā, kas apgrūtina materiālu īpašību maiņu, kas atkarīgs no dažādu aprīkojuma komponentu sprieguma līmeņa. Dažādām enerģijas aprīkojuma daļām ir atšķirīgs stresa daudzums un virzieni. Tomēr tradicionālās ražotās sastāvdaļas bieži izmanto tikai vienu materiālu, un tām ir vienota veiktspējas sadale. Tas nozīmē, ka dažām zonām ir pārāk daudz materiāla veiktspējas, savukārt galvenajam stresam - Bērnu detaļām var nebūt pietiekami, kas padara neiespējamu pilnībā izmantot materiālu potenciālu, lai struktūras būtu stiprākas. Piemēram, naftas urbšanas aprīkojuma urbšanas bitu savienojuma daļai jāspēj apstrādāt daudz griezes momenta un spriedzes. Tomēr tradicionālās urbuma bitu savienojuma detaļu materiālās īpašības ir vienmērīgi sadalītas, un tās nevar padarīt spēcīgākas, lai apstrādātu šīs daļas unikālos stresa apstākļus.
Ir grūti izvairīties no ražošanas defektiem.
Tradicionālajās ražošanas metodēs ir izplatītas problēmas, ieskaitot porainību un saraušanos liešanas, salocīšanas un plaisāšanas laikā kalšanas laikā, kā arī skrambas uz virsmas mehāniskās apstrādes laikā. Šie trūkumi kļūs par apgabaliem, kur palielinās stress, kas vājinās struktūru un saīsinās aprīkojuma dzīvi. Laika gaitā šie enerģijas aprīkojuma trūkumi var pasliktināties, kas var izraisīt sistēmas sadalīšanos. Piemēram, veicot spiediena tvertnes atomelektrostacijām, pat nelieli liešanas trūkumu laika gaitā var pasliktināties situācijās ar augstu temperatūru un spiedienu, kas var padarīt atomelektrostacijas mazāk drošu darbību.
Metāla 3D drukāšanas ideja ir padarīt enerģijas aprīkojumu stiprāku.
Sarežģītu struktūru izgatavošana bez maksas
Metāla 3D drukāšana izmanto piedevu ražošanas tehnoloģiju, lai veidotu lietas, sakraujot materiālus virs viena otra. Tas nozīmē, ka veidnes nav vajadzīgas, kas ļauj izgatavot detaļas enerģijas aprīkojumam ar sarežģītām iekšējām struktūrām un topoloģiskajām formām. Bezmaksas ražošana ļauj dizaineriem izveidot vislabāko struktūru, pamatojoties uz to, cik lielu spēku aprīkojumam būs jārisina un kāda veiktspēja ir nepieciešama. Piemēram, struktūras, kas tiek izveidotas, izmantojot topoloģijas optimizācijas metodes, var padarīt gaišākas, vienlaikus joprojām ir pietiekami spēcīgas. Veicot enerģijas aprīkojuma atbalsta struktūras, 3D drukāšanu var izmantot, lai izgatavotu detaļas, kurām ir sarežģītas režģa vai šūnveida formas. Šīs struktūras ir ne tikai gaismas, bet arī vienādi izplatīt stresu un padarīt struktūru stiprāku.
Materiālu īpašību maiņa
Metāla 3D drukāšana ļauj mainīt materiāla mikrostruktūru, mainot tādas lietas kā lāzera jauda, skenēšanas ātrums, slāņa biezums un citi drukāšanas iestatījumi. Tas ļauj materiālā iegūt precīzas īpašības, kuras vēlaties. Materiālu graudu lielumu, orientāciju un fāzes sastāvu var mainīt, lai tiem būtu atšķirīgas mehāniskās īpašības dažādām enerģijas aprīkojuma daļām, kurām jāspēj apstrādāt stresu. Piemēram, mainot drukāšanas iestatījumus, materiāls var kļūt stiprāks un grūtāks daļās, kurās ir daudz stresa. Vietās, kurām jābūt grūtām, iestatījumus var mainīt, lai materiāls būtu kaļamāks . 3 d drukāšana var arī padarīt dažādu materiālu gradienta kompozītus, kas nozīmē komponentu sajaukšanu, kas ir spēcīgi un izturīgi tādā veidā, kas padara aprīkojumu vēl spēcīgāku un labāku kopumā.
Samaziniet kļūmju skaitu ražošanā
Kad metāls ir 3D iespiests, tas tiek veikts vakuumā vai inertā gāzes atmosfērā. Tas palīdz samazināt tādus trūkumus kā porainība un saraušanās, kas var notikt tradicionālās liešanas metodēs. Tajā pašā laikā, tā kā materiāli ir sakrauti viens otram virsū slāņos, katram slānim var rūpīgi pārbaudīt kvalitāti un kontrolēt, ļaujot ātri atklāt un labot visas iespējamās problēmas. Arī ar 3D drukāšanu izgatavoto detaļu virsmas kvalitāte ir diezgan laba, tāpēc ir mazāk skrāpējumu un citu trūkumu, kas var notikt, kad detaļas tiek izgatavotas, izmantojot mašīnas. Metāla 3D drukāšana var ievērojami uzlabot enerģijas aprīkojuma strukturālo izturību un noguruma laiku, samazinot ražošanas trūkumu skaitu.
Problēmas un risinājumi Metāla 3D drukāšana ir izaicinājums
Metāla 3D drukāšana piedāvā daudz solījumu, lai nodrošinātu enerģijas aprīkojumu stiprāku, taču tam joprojām ir noteiktas problēmas, kuras jāatrisina. Piemēram, augstās drukāšanas aprīkojuma izmaksas apgrūtina izmantot lielus - mēroga ražošanu. Jāuzlabo arī drukāšanas materiālu veidi un īpašības, lai apmierinātu enerģijas aprīkojuma vajadzības ekstremālā vidē, piemēram, augsta temperatūrā, augstā spiedienā un izturībā pret koroziju. Visbeidzot, kvalitātes kontroles un testēšanas tehnoloģija, ko izmanto drukāšanas procesā, vēl nav ideāla, kas varētu ietekmēt detaļu kvalitāti un uzticamību.
Plānot atbildi
Lai pārvarētu šīs problēmas, mums jāuzlabo pētniecība un attīstība tehnoloģijās. No vienas puses, vairāk naudas ievietošana metāla 3D drukas mašīnu izpētē un attīstībā var samazināt mašīnu izmaksas, padarīt tās stabilākas un padarīt ražošanu efektīvāku. No otras puses, mēs uzlabosim drukāšanas materiālu izpēti un attīstību, izveidosim papildu metāla materiālus, kas darbojas labi, un izpildītu enerģijas aprīkojuma īpašās vajadzības. Tajā pašā laikā mēs nostiprināsim kvalitātes kontroles un testēšanas tehnoloģiju, noteiksim augstus kvalitātes standartus un testēšanas procedūras un izmantosim - malu, kas nav - destruktīvās testēšanas tehnoloģijas, lai rūpīgi pārbaudītu drukātās detaļas, lai pārliecinātos, ka tās ir augstas kvalitātes un darbosies. Ir svarīgi arī attīstīt darba ņēmēju profesionālās spējas un īpašības un mudināt izmantot metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju enerģijas aprīkojuma zonā.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - drukāšana/pielāgošana - ieplūdi