Izrada složene strukture: probijanje kroz ograničenja tradicionalnog zanatstva
Oprema u energetskoj industriji, poput ključnih komponenti bušenja nafte, složene oštrice vjetroturbina i preciznih cjevovoda unutar nuklearnih elektrana, često imaju izuzetno složene geometrijske oblike i unutrašnje strukture. Tradicionalni proizvodni procesi, poput livenja, kovanja i obrade, suočavaju se sa mnogim poteškoćama u proizvodnji ovih složenih struktura. Proces livenja teško je precizno kontrolirati formiranje složenih unutrašnjih struktura i sklona je oštećenjima kao što su poroznost i skupljanje; Proces kovanja teško je obrađivati komponente složenim oblicima, a stopa iskorištavanja materijala je mala; Mehanička obrada može rezultirati nepotpunim obradom zbog nemogućnosti alata za rezanje da bi dostigli određene dijelove.
Metal 3D tehnologija štampanja usvaja sloj metodom formiranja sloja, bez potrebe za kalupima, a može izravno proizvoditi komponente s složenim unutrašnjim kanalima, nepravilnim strukturama i integriranim dizajnom. Uzimanje alata za izvlačenje u valjenju nafte kao primjer, tradicionalni otvor za uroti obično se sastavljaju iz više dijelova, koji ne samo povećavaju proces montaže i troškove, već mogu uzrokovati probleme poput lošeg brtvljenja i koncentracije stres u vezi. Koristeći metal 3D tehnologije ispisa, ne može se proizvesti alati za otpadne alate s složenim kanalima i integriranim strukturama, poput ventila za kontrolu protoka za inteligentne sustave završetka. Ovaj integrirani dizajn smanjuje broj dijelova i priključne točke, poboljšava brtvljenje i pouzdanost alata i optimizira strukturu kanala unutarnjeg protoka, čineći protok tečnosti unutar alata i poboljšavajući efikasnost vađenja ulja.
U oblasti proizvodnje vjetroelektrane, korijenski konektori noževi vjetroturbine moraju izdržati ogromne moment i savijanje momenta, a njihova strukturalna složenost je izuzetno visoka. Tradicionalne metode proizvodnje teško je postići integriranu proizvodnju složenih armaturnih rebara i hlađenja kanala unutar konektora. Metalna tehnologija 3D štampanja može precizno proizvoditi korijenske konektore sa optimiziranom unutrašnjom strukturom u skladu s dizajnerskim zahtjevima lopatica. Raspravno jačanjem rasporeda rebra mogu se poboljšati snaga i krutost konektora. Istovremeno, unutrašnji kanali za hlađenje mogu efikasno smanjiti temperaturu konektora tokom rada, proširujući svoj radni vijek.
Lagani dizajn: Poboljšanje energetske efikasnosti
Energetska industrija ima stroge zahtjeve za težinu opreme, posebno u poljima zrakoplovne energije, proizvodnje energije vjetra i opreme za punjenje električnih vozila. Teža oprema će povećati potrošnju energije, smanjiti efikasnost prijevoza i može utjecati na performanse i pouzdanost opreme. Metal 3D tehnologija ispisa u kombinaciji s topološkom optimizacijom i dizajnom strukture rešetka može postići laganu komponentu energetske opreme.
Topology Optimizacija je matematička metoda zasnovana na analizi konačnih elemenata koji mogu manje ukloniti materijale koji doprinose konstrukcijskom opterećenju - nosivosti unutar određenog dizajnerskog prostora, što zadovoljava i mehaničke potrebe za performansama i najlakše je u težini. Upotrebom metalne tehnologije 3D štampanja i kombinirajući algoritme za optimizaciju topologije, lagani dizajn može se postići za komponente kao što su mjenjač mjenjača vjetroturbina i lopatica motora zrakoplova. Na primjer, prilikom dizajniranja noževa motora zrakoplova, optimizacija topologije može ukloniti nepotrebne materijale iz lopatica i dizajnerske lopatice sa složenim unutrašnjim šupljim strukturama. Ova šuplja struktura ne samo smanjuje težinu lopatica, već i poboljšava njihovo opterećenje - nosivost i život umora optimizacijom raspodjele stresa. Pod istim zahtjevima potiska, 3D tiskane lagane noževe mogu smanjiti potrošnju goriva u zrakoplovnim motorima i poboljšati energetsku efikasnost.
Struktura rešetke je tri - dimenzijska struktura sastavljena od ponavljajućih jedinica s periodičnim rasporedom, koja ima visoku specifičnu čvrstoću, visoku specifičnu krutost i dobre karakteristike apsorpcije energije. Metalni 3D štampanje može precizno izraditi različite složene oblikovane rešetke, koje se primjenjuju na strukturne komponente energetske opreme. Uvođenje rešetke strukture u dizajn granata stanica za punjenje električnih vozila može minimizirati korištenje materijala i postići lagani dizajn, a istovremeno osiguravajući snagu ljuske. Istovremeno, rešetkana struktura može poboljšati performanse rasipanja topline, smanjujući akumulaciju topline proizvedene tijekom postupka punjenja i osigurati stabilan rad stanice za punjenje.
Prilagođena proizvodnja: Sastanak različitih potreba
Energetska industrija ima širok spektar scenarija aplikacija, s različitim uvjetima vjetra, geološkim uvjetima, energetskim zahtjevima i tehničkim zahtjevima kupaca u različitim regijama. Stoga postoji i raznolikost u potražnji za performansama i strukturnim komponentama energetske opreme. Tradicionalni procesi proizvodnje obično prihvaćaju veliki model širenja -, što otežava brzo i fleksibilno ispunjavanje ovih prilagođenih potreba.
Metalna tehnologija 3D štampanja ima visoku mogućnosti fleksibilnosti i prilagođavanja i mogu brzo izraditi personaliziranu komponente energetske opreme u skladu sa specifičnim potrebama kupaca. U razvoju okeanske energije postoje značajne razlike u temperaturi morske vode, slanosti, brzina protoka i drugim uvjetima u različitim morskim područjima, za koje zahtijevaju različite performanse i strukturne potrebe za oceanskom opremom za proizvodnju energije. Koristeći tehnologiju metala 3D štampanja, moguće je prilagoditi i proizvoditi oceanske oštrice proizvodnje energije s posebnim oblicima i površinskim tretmanima na temelju ekoloških karakteristika specifičnih morskih područja, kako bi se poboljšala efikasnost energije. Na primjer, u dubokom - morskim područjima, gdje je brzina protoka vode visoka, 3D štampanje može se koristiti za proizvodnju lopatica s većim uglovima napada i bolje pojednostavljene oblike kako bi se prilagodio visokim protokom brzine i poboljšanju efikasnosti proizvodnje brzine.
Za neke male ili posebne - svrhe energetski uređaji, poput mikro turbina u distribuiranim sistemima za proizvodnju vjetra i posebnim izmjenjivačima topline u geotermalnoj energiji, 3D štampanje može prilagoditi i proizvoditi male, efikasne i prilagodljive komponente u skladu sa njihovim specifičnim instalacijskim prostorom i zahtjevima za ugradnju. Ova prilagođena metoda proizvodnje ne može udovoljiti potrebama različitih kupaca, već i skratiti ciklus razvoja proizvoda i poboljšati tržišnu konkurentnost.