التصنيع السريع والإصلاح الدقيق للمكونات المعقدة
العديد من المكونات في معدات الطاقة لها أشكال هندسية معقدة والهياكل الداخلية. لا تحتوي عمليات التصنيع التقليدية على دورات طويلة وارتفاع تكاليف عند تصنيع هذه المكونات ، ولكن قد تواجه أيضًا مشكلة العرض المفاجئ لقطع الغيار عندما تحتاج إلى استبدالها بسبب الضرر. تتبنى تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية طريقة تكديس طبقة من الطبقة ، والتي لا تتطلب قوالب ويمكن أن تصنع بسرعة العديد من المكونات المعقدة على شكل معقدة ، وتقصير بشكل كبير من دورة تصنيع المكونات.
أخذ معدات استخراج النفط كمثال ، غالبًا ما يعاني مكونات مثل أجزاء الحفر والدفات من مضخات الطين من التآكل أو الأضرار أثناء عملية الحفر. تقليديًا ، يتطلب استبدال هذه المكونات الطلب من الشركة المصنعة ووقت انتظار طويل ، مما قد يؤدي إلى إيقاف عمليات الحفر والتسبب في خسائر اقتصادية كبيرة. من خلال استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية ، يمكن تصنيع المكونات المطلوبة بسرعة في الموقع أو في مراكز التصنيع القريبة ، مع استبدال في الوقت المناسب وتقليل وقت التوقف. وفقًا للإحصاءات ، في بعض مشاريع حفر النفط ، قلل استخدام تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية لتصنيع المكونات المعدات بنسبة 30 ٪ إلى 50 ٪ ، مما يقلل بشكل كبير من الخسائر الناجمة عن التوقف عن العمل.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لإصلاح المكونات الدقيقة. بالنسبة لبعض مكونات معدات الطاقة الكبيرة والمكلفة ، مثل علب التروس لتوربينات الرياح وأوعية ضغط المفاعل لمحطات الطاقة النووية ، عند حدوث تلف محلي ، قد تكون الطريقة التقليدية هي استبدالها ككل ، وهو مكلف للغاية. يمكن لتكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد إضافة مواد لإصلاح واستعادة أداء المكونات بناءً على أضرارها. لا تحتوي طريقة الإصلاح هذه على تكلفة منخفضة فحسب ، بل يمكنها أيضًا إطالة عمر خدمة المكونات وتقليل الطلب على المشتريات للمكونات الجديدة.
التصميم الخفيف يقلل من حمل المعدات وارتداءه
يمكن أن تحقق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية جنبًا إلى جنب مع تحسين الطوبولوجيا وتصميم بنية الشبكة مكونات خفيفة من مكونات معدات الطاقة. يمكن أن يقلل التصميم الخفيف الوزن من الوزن الكلي للمعدات ، ويقلل الحمل على المعدات أثناء التشغيل ، وبالتالي تقليل تآكل المكونات وتلف التعب ، وتوسيع عمر خدمة المعدات.
في مجال توليد طاقة الرياح ، تكون الشفرات والمراكز والمكونات الأخرى من توربينات الرياح ثقيلة نسبيًا ، والتي يمكن أن تسبب ضغطًا كبيرًا على البرج والأساس ، وكذلك زيادة الحمل على مكونات الإرسال مثل صناديق التروس والمولدات. باستخدام خوارزميات تحسين الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية والطوبولوجيا ، تم تصميم موصلات جذر الشفرة ، محاور العجلات ، والمكونات الأخرى ذات الأشكال الهيكلية المثلى لإزالة المواد غير الضرورية وتحقيق الوزن الخفيف. على سبيل المثال ، استخدمت شركة طاقة الرياح تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع موصلات جذر الشفرة ، مما قلل من الوزن بنسبة 25 ٪ مقارنة بالموصلات المصنعة التقليدية. هذا لا يقلل من تكلفة بناء البرج والأساس فحسب ، بل يقلل أيضًا من تآكل مكونات الإرسال مثل علب التروس ، ويقلل من تردد الصيانة وتكلفة المعدات.
يعتبر التصميم الخفيف ذات أهمية كبيرة في معدات طاقة الفضاء الجوي ، مثل أقواس الألواح الشمسية للأقمار الصناعية ومكونات نظام التحكم الحراري للمركبة الفضائية. يمكن أن يؤدي تقليل وزن هذه المكونات إلى زيادة حمولة القمر الصناعي ، وتكاليف الإطلاق المنخفضة ، وكذلك تقليل مخاطر ارتداء المعدات وفشلها في بيئة الفضاء ، وإطالة عمر خدمة المعدات ، وتقليل تكاليف الصيانة.
إنتاج مخصص لتلبية الاحتياجات الخاصة وتقليل الأعطال
سيناريوهات التطبيق في مجال الطاقة واسع النطاق ، ومعدات الطاقة في مناطق مختلفة وظروف التشغيل لها متطلبات خاصة لأداء وهيكل المكونات. تعتمد عمليات التصنيع التقليدية عادة أوضاع إنتاج واسعة النطاق ، والتي يصعب تلبية هذه الاحتياجات المخصصة ، مما يؤدي إلى معدات قد لا تتكيف مع ظروف العمل أثناء التشغيل الفعلي ، مما يزيد من احتمال الفشل وتكاليف الصيانة.
تتمتع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن بقدرات عالية المرونة وتخصيص ، ويمكنها تصنيع مكونات معدات الطاقة المخصصة بسرعة وفقًا لاحتياجات العملاء المحددة. على سبيل المثال ، في تطور الطاقة البحرية ، تضع الملوحة العالية والرطوبة والتآكل الميكروبي لمياه البحر متطلبات عالية للغاية لمقاومة التآكل للمعدات. من خلال تقنية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ، يمكن اختيار المواد المعدنية ذات المقاومة الممتازة للتآكل ، ويمكن إجراء تصميم مخصص لمكونات المعدات بناءً على خصائص البيئة البحرية ، مثل زيادة سماكة الجدار للمكونات ، وتحسين عمليات المعالجة السطحية ، وما إلى ذلك ، لتحسين الموثوقية وخدمة المكونات في البيئات البحرية ، وتخفيض تكاليف الفشل وتكاليف الصيانة.
بالنسبة لبعض أجهزة الطاقة الصغيرة أو الخاصة للأغراض الخاصة ، مثل التوربينات الدقيقة في أنظمة توليد طاقة الرياح الموزعة والمبادلات الحرارية الخاصة في توليد الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تخصيص وتصنيع مكونات صغيرة وفعالة وقابلة للتكيف وفقًا لمتطلبات التثبيت المحددة ومتطلبات الأداء. يمكن أن تلبي طريقة الإنتاج المخصصة هذه أفضل الاحتياجات التشغيلية الفعلية للمعدات وتقليل تكاليف الفشل والإصلاحات الناجمة عن المكونات غير المتطابقة.
تحسين استخدام المواد وخفض تكاليف المخزون
في تصنيع معدات الطاقة التقليدية ، من أجل تلبية احتياجات المكونات المختلفة ، من الضروري حجز كمية كبيرة من المواد الخام ومخزون المكونات. هذا لا يستهلك كمية كبيرة من الأموال فحسب ، بل يزيد أيضًا من تكلفة ومخاطر إدارة المخزون. يمكن لتكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد استخدام المواد بدقة وفقًا للاحتياجات الفعلية ، مما يقلل من نفايات المواد.
في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر حساب كمية المواد المطلوبة بدقة بناءً على النموذج ثلاثي الأبعاد للمكونات ، وتحقيق التصنيع عند الطلب. بالمقارنة مع التصنيع التقليدي للطرح ، يمكن زيادة معدل استخدام المواد للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد بأكثر من 30 ٪ -50 ٪. على سبيل المثال ، عند تصنيع المكونات الهيكلية المعدنية المعقدة ، قد تتطلب الطرق التقليدية قطعًا واسعة من الفراغ المعدني الأكبر ، في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تكدس بشكل مباشر الشكل المطلوب من المسحوق أو الأسلاك ، مما يقلل من نفايات المواد بشكل كبير.
وفي الوقت نفسه ، نظرًا لقدرة الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد على تحقيق التصنيع السريع والإنتاج المخصص ، يمكن للمؤسسات أن تقلل من جرد المكونات. تحتاج فقط إلى حجز بعض المواد الخام الأساسية ، ثم المضي قدمًا في التصنيع في الموقع عندما يكون هناك طلب على المكونات. هذا يمكن أن يقلل من تكاليف المخزون ، ويقلل من احتلال رأس المال وفقدان المواد الناجم عن تراكم المخزون.
https://www.china-3dprint.com/metal-3d-printing/additive-manufacturing-reracing-radiator.html