Het doorbreken van de beperkingen van traditionele productie en het versnellen van de levering van prototypes
Traditionele productieprocessen hebben veel beperkingen bij het maken van prototypen van energieapparatuur. Als we gieten als voorbeeld nemen, vereist het maken van een complex metalen prototype eerst het ontwerpen en vervaardigen van mallen, wat niet alleen tijd-rovend maar ook kostbaar is. Voor het ontwerp en de productie van matrijzen zijn professionele technici en complexe apparatuur nodig. Als de matrijsproductie eenmaal is voltooid en ontwerpfouten moeten worden aangepast, moet de matrijs opnieuw worden gemaakt, waardoor de ontwikkelingscyclus verder wordt verlengd. Hoewel mechanische bewerking enkele eenvoudige metalen onderdelen kan opleveren, is het moeilijk of zelfs onmogelijk om prototypes van energieapparatuur met complexe interne structuren of een onregelmatig uiterlijk te verwerken.
3D-printen met metaal breekt volledig los van de beperkingen van mallen. Het is gebaseerd op het principe van "discrete stapeling" en regelt rechtstreeks het laag voor laag stapelen van metaalpoeder of draad via digitale computermodellen, zonder de noodzaak van complexe matrijsontwerp- en productieprocessen. Dit betekent dat de overgangstijd van ontwerp naar prototypeproductie sterk wordt verkort. Bij de ontwikkeling van een nieuw type zonnecollector ontwierpen ingenieurs een collectorplaat met een unieke stromingskanaalstructuur, waardoor het weken of zelfs maanden kan duren om mallen en prototypes te maken met behulp van traditionele processen. Door de 3D-printtechnologie van metaal te gebruiken, hoeft het ontworpen digitale model alleen maar in het printapparaat te worden ingevoerd. Binnen een paar dagen kunnen metalen prototypen met hoge-precisie worden vervaardigd, waardoor het R&D-team het ontwerp sneller kan testen en evalueren.
Realiseer de vorming van complexe structuren en help bij innovatieve ontwerpverificatie
Energieapparatuur moet vaak in complexe werkomgevingen werken. Om de prestaties en efficiëntie van de apparatuur te verbeteren, streven ontwerpers voortdurend naar complexere en geoptimaliseerde structuren. Traditionele productieprocessen worden echter geconfronteerd met aanzienlijke uitdagingen bij het realiseren van deze complexe structuren. Op het gebied van de opwekking van windenergie hopen ontwerpers bijvoorbeeld bladen te vervaardigen met complexe gebogen oppervlakken en interne versterkingsstructuren om de aerodynamische prestaties en de efficiëntie van de energieopwekking van windturbinebladen te verbeteren. Het is moeilijk om met behulp van traditionele technieken nauwkeurig bladprototypes met dergelijke complexe structuren te vervaardigen, wat de innovatie in ontwerp beperkt.
Metaal 3D-printtechnologie heeft een extreem hoge ontwerpvrijheid en kan eenvoudig een geïntegreerd vormgeven van complexe structuren realiseren. Of het nu gaat om de interne poreuze structuur, complexe stroomkanalen of externe onregelmatige oppervlakken, ze kunnen allemaal nauwkeurig worden vervaardigd door middel van 3D-printen met metaal. Bij de ontwikkeling van nieuwe splijtstofelementen voor kernreactoren hebben ontwerpers splijtstofstaafsteunen ontworpen met complexe interne kanalen en speciale vormen om het koeleffect en de nucleaire reactie-efficiëntie van de splijtstofstaven te optimaliseren. Metaal 3D-printtechnologie heeft met succes prototypes van deze complexe structuren geproduceerd, waardoor onderzoeks- en ontwikkelingsteams daadwerkelijke fysieke verificatie van ontwerpen kunnen uitvoeren, potentiële problemen kunnen ontdekken en oplossen, en de innovatieve ontwikkeling van kernenergietechnologie kunnen bevorderen.
Verlaag de productiekosten van prototypes en verbeter de R&D-economie
Het onderzoek en de ontwikkeling van energieapparatuur vergt doorgaans een grote hoeveelheid investeringen, waarvan de kosten voor de productie van prototypen een belangrijk onderdeel vormen. Traditionele productieprocessen vereisen het maken van matrijzen, meerdere verwerkingsstappen, enz., wat resulteert in hoge productiekosten van prototypes. Bovendien, als het ontwerp in een later stadium moet worden gewijzigd, moeten mallen en sommige onderdelen opnieuw worden gemaakt, waardoor de kosten verder stijgen. Voor sommige kleine energiebedrijven of startups kunnen de hoge kosten van het maken van prototypes een belemmering vormen voor onderzoek en ontwikkeling.
Metaal 3D-printtechnologie kan de kosten van de productie van prototypen effectief verlagen. Ten eerste elimineert het het matrijzenmaakproces, waardoor de ontwerp-, productie- en onderhoudskosten van de matrijs worden verlaagd. Ten tweede kan 3D-printen met metaal in één keer complexe structuren vormen, waardoor verwerkingsstappen en materiaalverspilling worden verminderd. Bij het ontwikkelen van kleine draagbare energieapparaten kan het gebruik van traditionele technieken om prototypes te maken meerdere bewerkingen en assemblages vereisen, wat tot hogere kosten leidt. Metaal 3D-printen kan direct complete prototypes produceren, waardoor de productiekosten aanzienlijk worden verlaagd. Bovendien kan het R&D-team, dankzij de snelheid van het 3D-printen van metaal, meer ontwerpiteraties in een kortere tijd voltooien, waardoor de R&D-efficiëntie wordt verbeterd en de R&D-kosten per prototype-eenheid verder worden verlaagd.
Ondersteun het printen van meerdere materialen om aan diverse prestatie-eisen te voldoen
De prestatie-eisen van materialen voor energieapparatuur variëren sterk in verschillende werkposities. In olie-extractieapparatuur vereist het boorgedeelte bijvoorbeeld materialen met een hoge hardheid en slijtvastheid, terwijl het boorstaafgedeelte materialen vereist met een goede taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid. Traditionele productieprocessen zijn erg moeilijk om prototypen uit meerdere materialen te produceren, waarbij meestal onderdelen uit verschillende materialen moeten worden samengevoegd, wat niet alleen de productiemoeilijkheden vergroot, maar ook de algehele prestaties van het prototype kan beïnvloeden.
Metaal 3D-printtechnologie ondersteunt het printen van meerdere materialen, waardoor een nauwkeurige distributie van verschillende materialen binnen hetzelfde prototype mogelijk is. Door tijdens het printproces te wisselen tussen verschillende metaalpoeders of draden, kunnen prototypes met gradiëntprestaties of multifunctionele structuren worden vervaardigd. Bij het ontwikkelen van nieuwe apparatuur voor de ontwikkeling van mariene energie moeten bepaalde onderdelen van de apparatuur, om zich aan te passen aan de complexe stressomstandigheden in het mariene milieu, zowel een hoge sterkte als een hoge corrosieweerstand hebben. Metaal-3D-printtechnologie kan zeer{5}}legeringen en corrosiebestendige-legeringen combineren volgens ontwerpvereisten om prototypes te produceren die aan diverse prestatie-eisen voldoen, en krachtige ondersteuning bieden voor het optimaliseren van de prestaties van energieapparatuur.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-vehicle-parts.html