Perinteisen valmistuksen rajoitusten rikkominen ja prototyyppitoimituksen nopeuttaminen
Perinteisillä valmistusprosesseilla on monia rajoituksia energialaitteiden prototyyppien valmistuksessa. Esimerkkinä valu, monimutkaisen metalliprototyypin luominen vaatii ensin muottien suunnittelua ja valmistusta, mikä ei ole vain aikaa{1}}vievää vaan myös kallista. Muottien suunnittelu ja valmistus vaativat ammattitaitoisia teknikoita ja monimutkaisia laitteita, ja kun muotin tuotanto on valmis, jos suunnitteluvirheitä on muutettava, muotti on valmistettava uudelleen, mikä pidentää edelleen kehityssykliä. Vaikka mekaanisella käsittelyllä voidaan tuottaa joitain yksinkertaisia metalliosia, on vaikeaa tai jopa mahdotonta käsitellä energialaitteiden prototyyppejä, joilla on monimutkainen sisäinen rakenne tai epäsäännöllinen ulkonäkö.
Metalli 3D-tulostus vapautuu täysin muotin rajoituksista. Se perustuu "erillisen pinoamisen" periaatteeseen ja ohjaa suoraan metallijauheen tai langan kerros kerrokselta pinoamista tietokoneiden digitaalisten mallien avulla ilman, että tarvitaan monimutkaisia muottien suunnittelu- ja valmistusprosesseja. Tämä tarkoittaa, että siirtymäaika suunnittelusta prototyyppituotantoon lyhenee huomattavasti. Uutta aurinkokeräimen tyyppiä kehitettäessä insinöörit suunnittelivat keruulevyn, jossa on ainutlaatuinen virtauskanavarakenne, jonka muottien ja prototyyppien valmistaminen perinteisillä prosesseilla voi kestää viikkoja tai jopa kuukausia. Metalli-3D-tulostusteknologiaa käyttämällä tarvitsee vain syöttää suunniteltu digitaalinen malli tulostuslaitteeseen, ja muutamassa päivässä voidaan valmistaa -tarkkuusmetalliprototyyppejä, jolloin T&K-tiimi voi testata ja arvioida suunnittelua nopeammin.
Ymmärrä monimutkaisten rakenteiden muodostuminen ja auta innovatiivisessa suunnittelun todentamisessa
Energialaitteiden on usein toimittava monimutkaisissa työympäristöissä. Laitteiden suorituskyvyn ja tehokkuuden parantamiseksi suunnittelijat pyrkivät jatkuvasti monimutkaisempiin ja optimoituihin rakenteisiin. Perinteiset valmistusprosessit kohtaavat kuitenkin merkittäviä haasteita näiden monimutkaisten rakenteiden saavuttamisessa. Esimerkiksi tuulivoimantuotannon alalla tuuliturbiinien siipien aerodynaamisen suorituskyvyn ja tehontuotannon tehokkuuden parantamiseksi suunnittelijat toivovat valmistavansa siipiä, joissa on monimutkaiset kaarevat pinnat ja sisäiset vahvistusrakenteet. On vaikeaa valmistaa tarkasti niin monimutkaisia rakenteita sisältäviä teräprototyyppejä perinteisillä tekniikoilla, mikä rajoittaa suunnittelun innovaatiota.
Metalli-3D-tulostusteknologialla on erittäin suuri suunnitteluvapaus ja sillä voidaan helposti saavuttaa monimutkaisten rakenteiden integroitu muovaus. Olipa kyseessä sisäinen huokoinen rakenne, monimutkaiset virtauskanavat tai ulkoiset epäsäännölliset pinnat, ne kaikki voidaan valmistaa tarkasti metallin 3D-tulostuksen avulla. Uusien ydinreaktorien polttoainenippujen kehittämisessä suunnittelijat ovat suunnitelleet polttoainesauvojen kannattimia, joissa on monimutkaiset sisäkanavat ja erikoismuodot optimoimaan polttoainesauvojen jäähdytystehoa ja ydinreaktiotehokkuutta. Metalli-3D-tulostustekniikka on onnistuneesti tuottanut prototyyppejä näistä monimutkaisista rakenteista, minkä ansiosta tutkimus- ja kehitystiimit voivat suorittaa suunnitelmien todellisen fyysisen todentamisen, löytää ja ratkaista mahdollisia ongelmia sekä edistää ydinenergiateknologian innovatiivista kehitystä.
Vähennä prototyyppien tuotantokustannuksia ja paranna T&K-taloutta
Energialaitteiden tutkimus ja kehitys vaatii yleensä suuria investointeja, joista prototyyppituotannon kustannukset ovat tärkeä osa. Perinteiset valmistusprosessit vaativat muotin valmistusta, useita prosessointivaiheita jne., mikä johtaa korkeisiin prototyyppien tuotantokustannuksiin. Lisäksi, jos suunnittelua on muutettava myöhemmässä vaiheessa, muotit ja jotkut osat on valmistettava uudelleen, mikä lisää kustannuksia entisestään. Joillekin pienille energiayhtiöille tai startupeille prototyyppien korkeat kustannukset voivat haitata tutkimusta ja kehitystä.
Metallisella 3D-tulostustekniikalla voidaan tehokkaasti vähentää prototyyppituotannon kustannuksia. Ensinnäkin se eliminoi muotin valmistusprosessin, mikä vähentää muotin suunnittelu-, valmistus- ja ylläpitokustannuksia. Toiseksi metallista 3D-tulostus voi muodostaa monimutkaisia rakenteita kerralla, mikä vähentää käsittelyvaiheita ja materiaalihukkaa. Pieniä kannettavia energialaitteita kehitettäessä perinteisten tekniikoiden käyttö prototyyppien tekemiseen voi vaatia useita prosessointeja ja kokoonpanoja, mikä johtaa korkeampiin kustannuksiin. Metalli 3D-tulostus voi suoraan tuottaa täydellisiä prototyyppejä, mikä vähentää huomattavasti tuotantokustannuksia. Lisäksi metallin 3D-tulostuksen nopeuden ansiosta T&K-tiimi voi suorittaa enemmän suunnitteluiteraatioita lyhyemmässä ajassa, mikä parantaa T&K-tehokkuutta ja alentaa entisestään T&K-kustannuksia prototyyppiä kohti.
Tukee useiden materiaalien tulostusta erilaisten suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi
Energialaitteiden materiaalien suorituskykyvaatimukset vaihtelevat suuresti eri työasennoissa. Esimerkiksi öljynpoistolaitteissa poranteräosa vaatii materiaaleja, joilla on korkea kovuus ja kulutuskestävyys, kun taas poratankoosa vaatii materiaaleja, joilla on hyvä sitkeys ja väsymiskestävyys. Perinteisillä valmistusprosesseilla on erittäin vaikeita tuottaa monimateriaaliprototyyppejä, jotka yleensä edellyttävät eri materiaaleista valmistettujen osien kokoamista, mikä ei ainoastaan lisää valmistusvaikeutta, vaan voi myös vaikuttaa prototyypin yleiseen suorituskykyyn.
Metalli 3D-tulostustekniikka tukee usean materiaalin tulostamista, mikä mahdollistaa eri materiaalien tarkan jakautumisen saman prototyypin sisällä. Vaihtelemalla eri metallijauheiden tai lankojen välillä painoprosessin aikana, voidaan valmistaa prototyyppejä, joissa on gradienttisuorituskyky tai monitoimirakenne. Uusia merienergian kehittämislaitteita kehitettäessä, jotta ne sopeutuisivat meriympäristön monimutkaisiin stressiolosuhteisiin, laitteiden tietyillä osilla on oltava sekä korkea lujuus että korkea korroosionkestävyys. Metalli-3D-tulostustekniikka voi yhdistää korkean -lujuuden-seoksia ja korroosionkestäviä seoksia suunnitteluvaatimusten mukaisesti ja tuottaa prototyyppejä, jotka täyttävät erilaiset suorituskykyvaatimukset ja tarjoavat vahvan tuen energialaitteiden suorituskyvyn optimoinnille.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-vehicle-parts.html