شکستن محدودیت های تولید سنتی و تسریع در تحویل نمونه اولیه
فرآیندهای تولید سنتی محدودیت های زیادی در نمونه سازی تجهیزات انرژی دارند. با در نظر گرفتن ریخته گری به عنوان مثال، ایجاد یک نمونه اولیه فلزی پیچیده، ابتدا نیاز به طراحی و ساخت قالب دارد، که نه تنها زمان بر است، بلکه پرهزینه نیز هست. طراحی و ساخت قالب ها به تکنسین های حرفه ای و تجهیزات پیچیده نیاز دارد و پس از تکمیل تولید قالب، در صورت نیاز به اصلاح عیوب طراحی، قالب باید دوباره ساخته شود و چرخه توسعه را بیشتر گسترش دهد. اگرچه پردازش مکانیکی می تواند برخی از قطعات فلزی ساده را تولید کند، اما پردازش نمونه های اولیه تجهیزات انرژی با ساختارهای داخلی پیچیده یا ظاهر نامنظم دشوار یا حتی غیرممکن است.
چاپ سه بعدی فلزی به طور کامل از محدودیت های قالب رهایی می یابد. این بر اساس اصل "انباشتگی گسسته" است و مستقیماً انباشته لایه به لایه پودر فلز یا سیم را از طریق مدل های دیجیتال کامپیوتری، بدون نیاز به فرآیندهای پیچیده طراحی و ساخت قالب، کنترل می کند. این بدان معنی است که زمان انتقال از طراحی به تولید نمونه اولیه بسیار کاهش می یابد. هنگام توسعه نوع جدیدی از کلکتور خورشیدی، مهندسان یک صفحه جمع کننده با ساختار کانال جریان منحصر به فرد طراحی کردند که ممکن است هفته ها یا حتی ماه ها طول بکشد تا قالب ها و نمونه های اولیه با استفاده از فرآیندهای سنتی ساخته شوند. با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی، تنها لازم است مدل دیجیتال طراحی شده را در دستگاه چاپ وارد کرد و ظرف چند روز، نمونههای اولیه فلزی با دقت بالا تولید میشوند که تیم تحقیق و توسعه را قادر میسازد تا طرح را سریعتر آزمایش و ارزیابی کند.
شکل گیری ساختارهای پیچیده را درک کنید و به تأیید طراحی خلاقانه کمک کنید
تجهیزات انرژی اغلب نیاز به کار در محیط های کاری پیچیده دارند. به منظور بهبود عملکرد و کارایی تجهیزات، طراحان به طور مداوم ساختارهای پیچیده تر و بهینه تر را دنبال می کنند. با این حال، فرآیندهای تولید سنتی در دستیابی به این ساختارهای پیچیده با چالش های قابل توجهی روبرو هستند. به عنوان مثال، در زمینه تولید برق بادی، به منظور بهبود عملکرد آیرودینامیکی و راندمان تولید برق پرههای توربین بادی، طراحان امیدوارند که پرههایی با سطوح منحنی پیچیده و سازههای تقویتکننده داخلی تولید کنند. ساختن دقیق نمونه های اولیه تیغه با چنین ساختارهای پیچیده با استفاده از تکنیک های سنتی دشوار است، که نوآوری در طراحی را محدود می کند.
فناوری چاپ سه بعدی فلزی آزادی طراحی بسیار بالایی دارد و به راحتی می تواند به قالب گیری یکپارچه سازه های پیچیده دست یابد. خواه ساختار متخلخل داخلی، کانال های جریان پیچیده یا سطوح نامنظم خارجی باشد، همه آنها می توانند با دقت از طریق چاپ سه بعدی فلزی ساخته شوند. در توسعه مجموعههای سوخت راکتور هستهای جدید، طراحان تکیهگاههای میلههای سوخت را با کانالهای داخلی پیچیده و اشکال خاص طراحی کردهاند تا اثر خنککننده و راندمان واکنش هستهای میلههای سوخت را بهینه کنند. فناوری پرینت سه بعدی فلزی با موفقیت نمونه های اولیه این ساختارهای پیچیده را تولید کرده است و تیم های تحقیق و توسعه را قادر می سازد تا تأیید فیزیکی واقعی طرح ها را انجام دهند، مشکلات بالقوه را کشف و حل کنند و توسعه نوآورانه فناوری انرژی هسته ای را ترویج کنند.
کاهش هزینه های تولید نمونه اولیه و بهبود اقتصاد تحقیق و توسعه
تحقیق و توسعه تجهیزات انرژی معمولاً نیاز به سرمایه گذاری زیادی دارد که هزینه تولید نمونه اولیه بخش مهمی از آن است. فرآیندهای تولید سنتی نیاز به قالب سازی، مراحل پردازش متعدد و غیره دارند که در نتیجه هزینه های تولید نمونه اولیه بالاست. علاوه بر این، اگر طراحی در مرحله بعدی نیاز به اصلاح داشته باشد، قالب ها و برخی از قطعات باید بازسازی شوند و هزینه ها بیشتر می شود. برای برخی از شرکتهای کوچک انرژی یا استارتآپها، هزینه بالای نمونهسازی ممکن است مانعی برای تحقیق و توسعه شود.
فناوری پرینت سه بعدی فلزی می تواند به طور موثر هزینه تولید نمونه اولیه را کاهش دهد. اولا، فرآیند ساخت قالب را حذف می کند و هزینه های طراحی، ساخت و نگهداری قالب را کاهش می دهد. ثانیاً، پرینت سه بعدی فلزی می تواند ساختارهای پیچیده ای را در یک حرکت ایجاد کند و مراحل پردازش و ضایعات مواد را کاهش دهد. هنگام توسعه دستگاههای کوچک انرژی قابل حمل، استفاده از تکنیکهای سنتی برای ساخت نمونههای اولیه ممکن است نیاز به پردازش و مونتاژ چندگانه داشته باشد که منجر به هزینههای بالاتر میشود. پرینت سه بعدی فلزی می تواند به طور مستقیم نمونه های اولیه کامل را تولید کند و هزینه های تولید را تا حد زیادی کاهش دهد. علاوه بر این، به دلیل سرعت پرینت سه بعدی فلزی، تیم تحقیق و توسعه می تواند تکرارهای طراحی بیشتری را در مدت زمان کوتاه تری انجام دهد، کارایی تحقیق و توسعه را بهبود بخشد و هزینه تحقیق و توسعه را برای هر نمونه اولیه کاهش دهد.
پشتیبانی از چاپ چند متری برای برآوردن الزامات عملکردی مختلف
الزامات عملکرد مواد برای تجهیزات انرژی در موقعیت های کاری مختلف بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، در تجهیزات استخراج روغن، بخش مته به موادی با سختی و مقاومت در برابر سایش بالا نیاز دارد، در حالی که بخش میله مته به موادی با چقرمگی و مقاومت در برابر خستگی خوب نیاز دارد. فرآیندهای تولید سنتی برای تولید نمونه های اولیه چند ماده بسیار دشوار است، معمولاً به مونتاژ قطعات ساخته شده از مواد مختلف نیاز دارند، که نه تنها باعث افزایش دشواری ساخت می شود بلکه ممکن است بر عملکرد کلی نمونه اولیه نیز تأثیر بگذارد.
فناوری چاپ سه بعدی فلزی از چاپ چند متری پشتیبانی می کند و امکان توزیع دقیق مواد مختلف را در یک نمونه اولیه فراهم می کند. با جابهجایی بین پودرها یا سیمهای فلزی مختلف در طول فرآیند چاپ، نمونههای اولیه با عملکرد گرادیان یا ساختارهای چند منظوره را میتوان تولید کرد. هنگام توسعه تجهیزات جدید توسعه انرژی دریایی، به منظور انطباق با شرایط استرس پیچیده در محیط دریایی، بخش های خاصی از تجهیزات باید دارای استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی بالا باشند. فناوری چاپ سه بعدی فلزی میتواند آلیاژهای-استحکام بالا و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی- را با توجه به الزامات طراحی ترکیب کند تا نمونههای اولیهای تولید کند که الزامات عملکردی مختلف را برآورده کند و پشتیبانی قوی برای بهینهسازی عملکرد تجهیزات انرژی ارائه دهد.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-vehicle-parts.html