كيف يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تحقيق تكامل المكونات المعقدة في معدات الطاقة؟

مشاكل طرق التصنيع النموذجية عندما يتعلق الأمر بتجميع الأجزاء المعقدة
عندما يتعلق الأمر بتجميع الأجزاء المعقدة في معدات الطاقة ، فإن طرق التصنيع التقليدية مثل الصب والتشكيل والآلات واللحام لديها الكثير من المشاكل. يمكن أن تصنع تقنية الصب أجزاء بأشكال معقدة ، ولكن عندما تجمع عناصر مختلفة ، تحتاج إلى بناء قوالب معقدة وأنظمة الصب. من المحتمل أن تحدث أخطاء الصب في نقاط التوصيل بين المكونات المختلفة ، مما قد يضعف كل شيء ويجعله أقل محكمة الإغلاق. يتم استخدام تقنية التزوير في الغالب لصنع الفراغات بأشكال بسيطة. من الصعب دمج الأجزاء المعقدة مباشرة في هذه الفراغات. المعالجة الميكانيكية تدور حول تغيير شكل وحجم كل عنصر. عندما تجمع الكثير من الأجزاء ، يتطلب الأمر الكثير من العمل ، مما يثير خطر الأخطاء والتكاليف. يمكن لتكنولوجيا اللحام توصيل الأجزاء ، ولكنها يمكن أن تنشئ أيضًا المنطقة المتأثرة - في جميع أنحاء العملية ، والتي يمكن أن تعدل خصائص المواد. أيضًا ، بالنسبة لبعض الأجزاء ذات الأنظمة الداخلية المعقدة ، من الصعب التأكد من أن اللحام ذو جودة جيدة.
الفكرة وراء الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لتجميع أجزاء معقدة
الفكرة وراء الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد هي التصنيع المضافة ، والتي تبني ثلاثة عناصر- الأبعاد عن طريق وضع المكونات المعدنية فوق بعضها البعض. الفائدة الرئيسية هي أنه قد يستخدم نماذج Computer - بمساعدة (CAD) للتجمع مباشرة بين أشكال ووظائف العديد من الأجزاء في بنية شاملة واحدة. أثناء الطباعة ، يذوب عوارض الطاقة العالية- مثل الليزر وعوارض الإلكترون وتصلب مساحيق معدنية أو طبقة الأسلاك حسب الطبقة. كل طبقة تذوب وتقوم بتصلب بالضبط وفقًا لمواصفات التصميم ، وبالتالي ليست هناك حاجة لمزيد من القوالب أو عمليات التجميع. تجعل هذه الطريقة لجعل الأشياء من الطبقة تلو الأخرى من السهل على الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الجمع بين الهياكل الداخلية المعقدة ، والأسطح غير المستوية ، والعديد من الأجزاء ، مما يمنح المصممين الكثير من الحرية عند تصميم أجزاء معدات الطاقة.
طرق لوضع أجزاء معقدة في معدات الطاقة
تصميم الهياكل التي تعمل معًا
تتيح الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد للمصممين أن يصنعوا أنظمة كانت بحاجة إلى الكثير من الأجزاء المنفصلة للعمل معًا. على سبيل المثال ، تحتوي توربينات الغاز على شفرات وأقراص مميزة تنضم إليها الإنشاءات والونون ، والتي يمكن أن تسبب مشاكل في تركيز الإجهاد وختمها. مع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية ، يمكن تصميم شفرات التوربينات والأقراص وإنتاجها كقطعة واحدة ، والتي تتخلص من قطع الاتصال ، وتقلل من تركيز الإجهاد ، ويجعل الأجزاء أقوى وموثوقية بشكل عام. في الوقت نفسه ، يمكن للتصميم المدمج أن يقلل من عدد الأجزاء ، وجعل المعدات أخف وزنا وأصغر ، وجعل معدات الطاقة تعمل بشكل أفضل.
تكامل قنوات التدفق الداخلي المعقدة
تحتاج معدات الطاقة عمومًا إلى قنوات تدفق داخلية معقدة للقيام بأشياء مثل البرودة أو الحرارة أو نقل المواد حولها. من الصعب صنع أجزاء ذات قنوات تدفق داخلية معقدة باستخدام طرق التصنيع التقليدية ، ولكن من السهل القيام باستخدام الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال ، تحتاج مكونات الوقود الخاصة بالمفاعل النووي إلى وجود قنوات تبريد معقدة مدمجة فيها للتخلص من الحرارة التي تصنعها قضبان الوقود. تتيح تقنية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد إنشاء قنوات تبريد معقدة مباشرة في بنية دعم مجموعات الوقود. يمكن جعل هذه القنوات أفضل وبناء بناءً على كيفية انتشار الحمل الحراري. هذا يجعل التبريد أكثر كفاءة ويبقي المفاعلات النووية آمنة.
تكامل المكونات مع عدة وظائف
يمكن أن تجمع الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد أيضًا بين العديد من الوظائف في جزء واحد. يجب أن يكون الجمعين في أنظمة توليد الطاقة الحرارية الشمسية قادرين على التركيز وامتصاص وتبادل الحرارة في نفس الوقت. يمكن استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية لصنع أجزاء جامع مع هياكل سطحية فريدة من نوعها وقنوات داخلية. يمكن أن يحسن بنية السطح تأثير التركيز ، في حين أن القنوات الداخلية يمكن أن تساعد في امتصاص الحرارة وتبادلها ، مما يجمع بين العديد من الوظائف في جزء واحد ، مما يجعل أنظمة توليد الطاقة الحرارية الشمسية تعمل بشكل أفضل وأكثر كفاءة.

https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - printing/mjf - 3d - printing-lightweight-nylon-manifold.html