Переважно технологія 3D-друку металу складається з прямого осадження енергії (наприклад, лазерна інженерна сітка, що формує ОБ’ЄКТИВ) і плавлення шару порошку (наприклад, селективне лазерне плавлення SLM і плавлення електронним променем EBM). Технологія прямого енергетичного осадження включає розпилення металевого дроту або порошку прямо на підкладку, розплавлення за допомогою джерела тепла та осадження для створення три-вимірної структури; технологія плавлення порошкового шару вибірково плавить шари металевого порошку за допомогою високо-енергетичного променя (лазерного або електронного променя); шар-за-накладанням шарів утворює три{6}}вимірне тіло. Серед головних переваг цієї технології — велика свобода проектування, великі виробничі потужності для складних конструкцій, високий рівень використання матеріалів і швидкий виробничий цикл.
Низькі показники використання матеріалу виникають через традиційні методи обробки металу, які часто виробляють багато відходів і брухту. Крім того, технологія 3D-друку з металу використовує лише необхідні ресурси для створення елементів, а також використовує техніку укладання шар-за-шарами, таким чином значно зменшуючи відходи матеріалу. Наприклад, звичайні методи можуть вимагати спочатку відливання всієї заготовки, потім ретельної механічної обробки, а коефіцієнт використання матеріалу може бути менше 50% при виготовленні компонентів енергетичного обладнання зі складною внутрішньою структурою. На основі моделей дизайну технологія 3D-друку з металу може точно виготовляти деталі; крім того, коефіцієнт використання матеріалу може бути підвищений до рівня понад 80%–90%. Використання металевого 3D-друку може допомогти заощадити багато витрат на металеві матеріали щорічно, взявши до уваги деякі складні з’єднання трубопроводів у ядерному енергетичному обладнанні.
Технологія 3D-друку з металу може скоротити процеси виготовлення та складання компонентів енергетичного обладнання. Типове традиційне виробництво вимагає кількох процесів-виготовлення форм, лиття, кування, механічної обробки та складання-кожен із яких потребує значних інвестицій часу, робочої сили та матеріальних ресурсів. Поєднуючи кілька компонентів в єдине ціле, технологія 3D-друку може досягти інтегрованого формування та мінімізувати потребу в техніці складання та роз’ємах. Для вітряних турбін, наприклад, звичайне виробництво лопатей потребує незалежно виготовлених компонентів, включаючи оболонку лопаті, балку та перетинчасту пластину, а потім їх поєднання. Інтегровані леза прямого друку зі складною внутрішньою структурою та оптимальними формами з використанням технології 3D-друку з металу не тільки покращують продуктивність лез, але й спрощують виробничий процес і знижують витрати на виробництво.
Три тут скорочують витрати на виготовлення та обслуговування обладнання.
Технологія 3D-друку для металу може створювати складні канали охолодження та внутрішні структури для компонентів енергетичного обладнання, таким чином підвищуючи ефективність розсіювання тепла та надійність обладнання та, таким чином, знижуючи частоту поломок обладнання. Наприклад, 3D-друковані лопаті турбін, які використовуються в газових турбінах, мають максимально розширену конструкцію каналів охолодження, що може ефективно знизити температуру лопатей, подовжити термін служби лопатей і заощадити час простою обладнання та витрати на технічне обслуговування внаслідок пошкодження лопатей.
Технічне обслуговування обладнання: технологія 3D-друку з металу може швидко виготовити запасні частини для зламаних компонентів, скоротити цикли обслуговування та знизити витрати на технічне обслуговування для ремонту та відновлення деякого застарілого енергетичного обладнання. Наприклад, деяке важливе обладнання в ядерних енергетичних реакторах має довший термін служби, а компоненти можуть зношуватися або піддаватися корозії. Традиційні методи технічного обслуговування можуть вимагати закупівлі запчастин за кордоном, які не тільки коштують дорожче, але й мають тривалий час доставки. Необхідні компоненти можна швидко виготовити на-майданчику, а обладнання можна швидко відновити до нормального стану за допомогою технології 3D-друку металу.
Різні споживачі мають різні потреби щодо специфікацій, продуктивності та конструкції енергетичного обладнання; попит в енергетичному секторі різноманітний і непередбачуваний. За допомогою технологій 3D-друку з металу можна задовольнити індивідуальні потреби виробництва енергетичного обладнання та -виготовити на замовлення. На основі запитів споживачів компанії можуть створювати продукти в режимі-часу, таким чином уникаючи відставання запасів, що є результатом масового виробництва, і знижуючи витрати на запаси. У сфері виробництва сонячної енергії, наприклад, критерії проектування для кронштейнів сонячних панелей змінюються залежно від обставин ресурсів сонячної енергії та середовища встановлення в різних областях. Відповідні кронштейни можна швидко налаштувати залежно від конкретних потреб за допомогою 3D-друку з металу, тим самим зменшуючи тиск на запаси та використання капіталу. Скоротіть витрати на дослідження та розробки та скоротіть цикл за допомогою
Розробка енергетичного обладнання критично залежить від швидкого створення прототипів. Швидке виробництво прототипів обладнання, яке стало можливим завдяки 3D-друку на металі, допомагає науково-дослідному персоналу оперативно перевіряти та вдосконалювати проекти, таким чином скорочуючи цикл дослідження та розробки. Зменшення частоти послідовних змін і пробного виробництва під час процесу НДДКР допомагає мінімізувати витрати на НДДКР. Наприклад, технологія 3D-друку може швидко створювати прототипи лопатей із різними конструктивними схемами для тестування в аеродинамічній трубі та оцінки продуктивності, що дозволяє швидко приймати рішення щодо ідеальної схеми дизайну та прискорює час виходу на ринок нових вітрових турбін.
Види матеріалів, які зараз доступні для 3D-друку з металу, дещо обмежені, і деякі з них не можуть повністю задовольнити потреби енергетичного обладнання в складних умовах, включаючи високу температуру, високий тиск і сильну корозію.
Вартість обладнання Велика вартість обладнання для 3D-друку з металу та обслуговування обмежує його загальне використання в енергетичному секторі.
Контроль якості: складні процеси перевірки та контролю якості під час 3D-друку на металі можуть призвести до таких дефектів, як пори та тріщини, що погіршує надійність і ефективність компонентів.
Стандартні специфікації: використання технології 3D-друку металу в енергетичному секторі наразі не має узгоджених стандартів і специфікацій, що призводить до неоднакової якості продукції та певних проблем із сертифікацією та використанням продукції.
План реагування; дослідження та розробка матеріалів: інвестуйте більше в дослідження та розробку матеріалів для 3D-друку з металу, а також у нові високо-ефективні матеріали, придатні для енергетичного сектора. Такі методи, як модифікація матеріалів і легування, допомагають підвищити міцність, корозійну стійкість і стійкість до високих-температур матеріалів.
Досягається постійне вдосконалення технології металевого обладнання для 3D-друку, підвищення швидкості друку, точності та ефективності виробництва обладнання, а отже, зниження вартості обладнання. Одночасно посиліть технічне обслуговування та управління обладнанням, щоб підвищити його надійність і стабільність.
Технологія контролю якості: використовуючи найсучасніші-технології перевірки, зокрема рентгенівське, ультразвукове тестування тощо, створіть ретельну систему перевірки та контролю якості для 3D-друку з металу, щоб постійно контролювати та оцінювати якість компонентів під час процесу друку.
Промислові групи, науково-дослідні інститути та підприємства повинні розширити співпрацю для спільного створення стандартів і вимог до 3D-друку металів в енергетичному секторі, щоб гарантувати якість і безпеку продукції.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/-комбінація--aluminium-alloy-and-3d.html