Problemes amb el cicle típic de R + D
La majoria d’iniciatives d’investigació i desenvolupament de l’energia demanen dissenys estructurals complicats i estàndards de rendiment molt precisos. Per exemple, les fulles de turbines de gas han de funcionar bé en condicions difícils, com ara temperatures elevades, pressions elevades i rotacions ràpides. També han de ser molt forts, calor - resistents i resistents a la fatiga, entre altres coses. En el procés tradicional d’R + D, els dissenyadors utilitzen primer els seus coneixements i experiència per desenvolupar un disseny bàsic. A continuació, fan motlles i mostres fent fosa o forja. Aquesta tècnica requereix molt de temps per crear i fer motlles, i si es detecten defectes de disseny després de fer les mostres, s’han de canviar el disseny i el motlle i cal tornar a fer les mostres. Aquesta repetició fa que el cicle de recerca i desenvolupament sigui molt més llarg.
A més, els mètodes de fabricació estàndard tenen diversos problemes a l’hora de fer dissenys estructurals sofisticats. La fabricació tradicional pot no ser capaç de fer alguns dissenys amb canals de flux interns complicats o estructures úniques, o és possible que necessitin utilitzar el conjunt de components multi-, cosa que fa que la fabricació sigui més dura i cara i també pugui afectar el rendiment i la fiabilitat generals del producte.
Els avantatges de la impressió 3D en metall
El principi d’apilament discret és el que fa que la impressió 3D de metall funcioni. Construeix tres parts sòlides dimensionals - apilant pols de metall o filferro els uns dels altres. Aquesta tecnologia no necessita motlles, que redueix el temps que es necessita per passar del disseny a la producció de mostres. Els dissenyadors només necessiten fer un model 3D del producte a l’ordinador. A continuació, poden fer mostres ràpidament important les dades del model als equips d’impressió 3D metàl·lics. Per exemple, mentre realitzen col·leccionistes solars, els investigadors poden fer prototips col·leccionistes ràpidament amb canals de flux interns complicats mitjançant la impressió 3D metàl·lica per avaluar i millorar el seu rendiment tèrmic. El temps que es necessita per fer una mostra es pot reduir durant setmanes o fins i tot mesos en comparació amb els enfocaments tradicionals.
La impressió 3D metàl·lica també us proporciona molta llibertat a l’hora de dissenyar, cosa que us permet fer estructures complicades difícils de fer mitjançant mètodes tradicionals. Al sector energètic, molts aparells han de canviar la manera de funcionar les seves parts per fer -les funcionar millor. La impressió 3D metàl·lica es pot utilitzar per fer canyes de combustible amb formes i estructures úniques, millorar la seguretat i l'eficiència dels reactors nuclears i millorar la distribució del combustible i els efectes de refrigeració. En mètodes tradicionals, pot trigar molt i molts diners a dissenyar i construir estructures tan complicades. Tot i això, la impressió 3D metàl·lica és fàcil de fer, cosa que accelera encara més el cicle de recerca i desenvolupament.
Els casos reals demostren que funciona
A l’hora de fer nous instruments de perforació, una empresa específica del negoci d’extracció de petroli es va trobar amb la dificultat que els mètodes de producció típics no podrien coincidir amb els requisits de disseny. Perquè la perforació sigui més eficient i estengui la vida de les eines, els nous instruments de perforació necessiten estructures de tall específiques i canals de refrigeració interns. La companyia va fer mostres en pocs dies després de canviar a la tecnologia d'impressió 3D de metall i les va provar a la ubicació. Els dissenyadors van millorar l’instant el prototip en funció dels resultats de les proves i el van tornar a imprimir per fer proves. En comparació amb els enfocaments anteriors, tot el cicle de R + D s'ha reduït a la meitat i els nous articles han arribat ràpidament al mercat, proporcionant a la companyia un avantatge sobre els seus competidors.
Una empresa que fa que els aerogeneradors vulguin fer un nou tipus de connector d’arrel de la fulla de l’aerogenerador per fer la connexió entre la fulla i el nucli més forta i fiable. Utilitzant la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica, el fabricant va fer mostres de connectors ràpidament amb geometries complicades i sistemes de suport interior i va provar el seu rendiment mecànic. Algunes porcions dels connectors tenien problemes amb la concentració d’estrès durant les proves. Els dissenyadors van canviar ràpidament el disseny i van imprimir noves mostres per fer proves. Després de molts ajustaments, es va trobar el millor esquema de disseny. Això va reduir el temps que va trigar a fer recerca i desenvolupament i va augmentar el procés per aconseguir nous productes al mercat.
La impressió 3D de metall pot reduir el cicle de recerca i desenvolupament de la indústria energètica?
Jul 10, 2025
Enviar la consulta