В основном технология 3D-печати металлом состоит из прямого осаждения энергии (например, лазерной инженерной сетки, формирующей ЛИНЗУ) и плавления порошкового слоя (например, селективного лазерного плавления SLM и электронно-лучевого плавления EBM). Технология прямого энергетического осаждения включает напыление металлической проволоки или порошка прямо на подложку, ее плавление с помощью источника тепла и нанесение для создания трехмерной структуры; технология плавления в порошковом слое избирательно расплавляет слои металлического порошка с помощью луча высокой-энергии (лазерного или электронного луча); Наложение слоев-по-слоям образует трехмерное-твердое тело. Среди основных преимуществ этой технологии — большая свобода проектирования, большие производственные мощности для сложных конструкций, высокий коэффициент использования материалов и быстрый производственный цикл.
Низкие коэффициенты использования материалов обусловлены традиционными методами обработки металлов, которые часто приводят к образованию большого количества отходов и лома. Кроме того, технология 3D-печати металлом использует только необходимые ресурсы для создания предметов и использует метод послойной --укладки слоев, что позволяет значительно сократить отходы материала. Например, традиционные методы могут потребовать сначала отливки всей заготовки, а затем тщательной механической обработки, а коэффициент использования материала может составлять менее 50% при изготовлении компонентов энергетического оборудования со сложной внутренней структурой. На основе проектных моделей технология 3D-печати металлом позволяет точно производить детали; при этом коэффициент использования материала может быть увеличен до уровня выше 80–90%. Использование 3D-печати металлом может помочь ежегодно экономить много металлических материалов, принимая во внимание некоторые сложные соединения трубопроводов в оборудовании атомной энергетики.
Технология 3D-печати металлом может сократить процессы производства и сборки компонентов энергетического оборудования. Типичное традиционное производство требует выполнения нескольких процессов:-изготовление пресс-форм, литье, ковка, механическая обработка и сборка-каждый из которых требует значительных затрат времени, рабочей силы и материальных ресурсов. Объединив несколько компонентов в единое целое, технология 3D-печати может обеспечить комплексное формование и свести к минимуму потребность в методах сборки и соединителях. Например, для ветряных турбин традиционное производство лопастей требует независимого изготовления компонентов, включая корпус лопасти, балку и перемычку, а затем их объединение. Интегрированные лезвия прямой печати со сложной внутренней структурой и оптимальными формами с использованием технологии 3D-печати металлом не только повышают производительность лезвий, но также оптимизируют производственный процесс и снижают производственные затраты.
Три из них сокращают расходы на производство и обслуживание оборудования.
Технология 3D-печати металлом может создавать сложные охлаждающие каналы и внутренние конструкции для компонентов энергетического оборудования, что повышает эффективность рассеивания тепла и надежность оборудования и, таким образом, снижает вероятность отказов оборудования. Например, турбинные лопатки, напечатанные на 3D-принтере-, используемые в газовых турбинах, имеют максимально усовершенствованную конструкцию каналов охлаждения, которая может эффективно снизить температуру лопаток, продлить срок их службы, а также сократить время простоя оборудования и затраты на техническое обслуживание, возникающие в результате повреждения лопаток.
Техническое обслуживание оборудования. Технология 3D-печати металлом может быстро производить запасные части для сломанных компонентов, сокращать циклы технического обслуживания и снижать расходы на техническое обслуживание для ремонта и восстановления некоторого устаревшего энергетического оборудования. Например, некоторое важное оборудование ядерных энергетических реакторов имеет более длительный срок службы, а его компоненты могут подвергаться износу или коррозии. Обычные методы технического обслуживания могут потребовать закупки запчастей за рубежом, что не только стоит дороже, но и требует длительного времени доставки. Необходимые компоненты можно быстро изготовить на месте-, а оборудование можно оперативно восстановить в нормальное состояние с помощью технологии 3D-печати металлом.
У разных потребителей разные потребности в характеристиках, характеристиках и конструкции энергетического оборудования; Спрос энергетического сектора разнообразен и непредсказуем. Индивидуальные производственные потребности энергетического оборудования могут быть удовлетворены, а также обеспечено производство по-требованию с помощью технологий 3D-печати металлом. Основываясь на запросах потребителей, компании могут создавать продукты в режиме реального времени-, что позволяет избежать отставания в запасах, возникающего в результате массового производства, и снизить затраты на складские запасы. Например, в сфере производства солнечной энергии критерии проектирования кронштейнов солнечных панелей меняются в зависимости от условий использования солнечной энергии и условий установки в различных областях. Соответствующие кронштейны можно быстро настроить в зависимости от конкретных потребностей с помощью 3D-печати металлом, что снижает нагрузку на складские запасы и затраты капитала. Сократите расходы на НИОКР и сократите цикл за счет
Разработка энергетического оборудования критически зависит от быстрого прототипирования. Быстрое производство прототипов оборудования, ставшее возможным благодаря 3D-печати металлом, помогает сотрудникам отдела исследований и разработок оперативно проверять и улучшать конструкции, тем самым сокращая цикл исследований и разработок. Сокращение частоты последовательных изменений и пробного производства в процессе НИОКР помогает минимизировать затраты на НИОКР. Например, технология 3D-печати позволяет быстро создавать прототипы лопастей с различными конструктивными схемами для испытаний в аэродинамической трубе и оценки производительности, что позволяет быстро принять решение об идеальной конструктивной схеме и ускорить вывод на рынок новых ветряных турбин.
Виды материалов, доступных сейчас для 3D-печати металлом, несколько ограничены, а некоторые из них не могут полностью удовлетворить потребности энергетического оборудования в сложных условиях, включая высокую температуру, высокое давление и сильную коррозию.
Стоимость оборудования. Высокая стоимость оборудования для 3D-печати металлом и его обслуживание ограничивает его широкое использование в энергетическом секторе.
Контроль качества. Сложные процессы проверки и контроля качества при 3D-печати металлом могут привести к появлению таких дефектов, как поры и трещины, которые ставят под угрозу надежность и производительность компонентов.
Стандартные спецификации. Использование технологии 3D-печати металлом в энергетическом секторе в настоящее время не соответствует согласованным стандартам и спецификациям, что приводит к неравномерному качеству продукции и создает определенные проблемы для сертификации и использования продукции.
План реагирования; Исследования и разработки материалов. Инвестируйте больше в исследования и разработки материалов для 3D-печати металлами, а также в новые высокоэффективные-материалы, подходящие для энергетического сектора. Такие методы, как модификация материалов и легирование, помогают повысить прочность, коррозионную стойкость и устойчивость материалов к высоким-температурам.
Достигается постоянное совершенствование технологии оборудования для 3D-печати металлом, повышение скорости печати, точности и эффективности производства оборудования, а также снижение стоимости оборудования. Одновременно усовершенствуйте техническое обслуживание и управление оборудованием, чтобы повысить его надежность и стабильность.
Технологии контроля качества. Используя передовые-технологии контроля, в том числе рентгеновский-контроль, ультразвуковой контроль и т. д., можно создать тщательную систему проверки и контроля качества 3D-печати металлами, позволяющую постоянно отслеживать и оценивать качество компонентов в процессе печати.
Промышленные группы, научно-исследовательские институты и предприятия должны активизировать сотрудничество для совместного создания стандартов и требований к 3D-печати металлов в энергетическом секторе, гарантируя тем самым качество и безопасность продукции.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/-комбинация--алюминиевого сплава-и-3d.html