Uglavnom se tehnologija metalnog 3D ispisa sastoji od izravnog taloženja energije (kao što je lasersko inženjersko formiranje mreže LENS) i taljenja sloja praha (kao što je selektivno lasersko taljenje SLM i taljenje elektronskom zrakom EBM). Tehnologija izravnog taloženja energije uključuje prskanje metalne žice ili praha ravno na podlogu, topljenje s izvorom topline i taloženje za izgradnju tro-dimenzionalne strukture; tehnologija taljenja sloja praha selektivno topi slojeve metalnog praha pomoću visoko-energetskog snopa (laserskog ili elektronskog snopa); sloj-po-slaganje slojeva tvori-trodimenzionalno tijelo. Među glavnim prednostima ove tehnologije su velika sloboda dizajna, veliki proizvodni kapacitet za teške konstrukcije, visoka stopa upotrebe materijala i brz proizvodni ciklus.
Niske stope iskorištenja materijala proizlaze iz tradicionalnih tehnika obrade metala koje često proizvode mnogo otpada i otpadnih materijala. Nadalje, koristeći samo potrebne resurse za izradu predmeta, tehnologija metalnog 3D ispisa koristi tehniku slaganja sloj-po-sloj, čime se drastično smanjuje materijalni otpad. Na primjer, konvencionalne metode mogu zahtijevati prvo lijevanje cijelog uzorka, zatim temeljitu mehaničku obradu, a stopa upotrebe materijala može biti manja od 50% pri izradi komponenti energetske opreme sa zamršenom unutarnjom strukturom. Na temelju modela dizajna, tehnologija metalnog 3D ispisa može precizno proizvesti dijelove; štoviše, stopa upotrebe materijala može se povećati na više od 80%–90%. Korištenje metalnog 3D ispisa može pomoći u uštedi puno troškova metalnog materijala godišnje uzimajući neke zamršene spojeve cjevovoda u opremi za nuklearnu energiju koja se razmatra.
Metalna 3D tehnologija ispisa može skratiti procese proizvodnje i montaže komponenti energetske opreme. Tipična tradicionalna proizvodnja zahtijeva nekoliko procesa-izradu kalupa, lijevanje, kovanje, mehaničku obradu i sastavljanje-od kojih svaki zahtijeva velika ulaganja vremena, radne snage i materijalnih resursa. Kombiniranjem nekoliko komponenti u jednu cjelinu, tehnologija 3D ispisa može postići integrirano oblikovanje i minimizirati potrebu za tehnikama sklapanja i konektorima. Za vjetroturbine, na primjer, konvencionalna proizvodnja lopatica zahtijeva neovisno proizvedene komponente, uključujući ljusku lopatice, gredu i ploču koja se zatim kombinira. Izravan ispis integriranih oštrica s kompliciranom unutarnjom strukturom i optimalnim oblicima koji koriste metalnu 3D tehnologiju ispisa ne samo da poboljšava performanse oštrica, već i usmjerava proizvodni proces i smanjuje troškove proizvodnje.
Tri ovdje smanjuju troškove proizvodnje i održavanja opreme.
Tehnologija 3D ispisa za metal može generirati komplicirane kanale za hlađenje i unutarnje strukture za komponente energetske opreme, čime se poboljšavaju performanse rasipanja topline i pouzdanost opreme i tako smanjuje pojava kvarova opreme. Na primjer, 3D-isprintane turbinske lopatice koje se koriste u plinskim turbinama imaju maksimalno poboljšane dizajne kanala za hlađenje koji mogu učinkovito sniziti temperaturu lopatica, produžiti životni vijek lopatica i uštedjeti vrijeme zastoja opreme i troškove održavanja koji su posljedica oštećenja lopatica.
Održavanje opreme: Tehnologija metalnog 3D ispisa može brzo proizvesti zamjenske dijelove za pokvarene komponente, skratiti cikluse održavanja i smanjiti troškove održavanja za popravak i obnovu neke zastarjele energetske opreme. Na primjer, neka važna oprema u reaktorima nuklearne energije ima duži radni vijek, a komponente bi se mogle habati ili korozirati. Konvencionalne tehnike održavanja mogle bi zahtijevati kupnju dijelova u inozemstvu, koji ne samo da koštaju više nego imaju i dugo vrijeme isporuke. Potrebne komponente mogu se brzo proizvesti na-licu mjesta, a oprema se može trenutno vratiti u normalu pomoću tehnologije metalnog 3D ispisa.
Razni potrošači imaju različite potrebe za specifikacijama, izvedbom i dizajnom energetske opreme; potražnja energetskog sektora je raznolika i nepredvidiva. Prilagođeni proizvodni zahtjevi energetske opreme mogu se zadovoljiti, a-proizvodnja na zahtjev postići pomoću tehnologija metalnog 3D ispisa. Na temelju zahtjeva potrošača, tvrtke mogu kreirati proizvode u stvarnom-vremenu, čime se izbjegava zaostajanje zaliha koje proizlazi iz masovne proizvodnje i smanjujući troškovi zaliha. U području proizvodnje solarne energije, na primjer, kriteriji dizajna za nosače solarnih ploča mijenjaju se na temelju okolnosti izvora solarne energije i okruženja instalacije u različitim područjima. Odgovarajuće zagrade mogu se brzo prilagoditi ovisno o posebnim potrebama korištenjem 3D metalnog ispisa, čime se smanjuje pritisak na zalihe i zauzetost kapitala. Smanjite troškove istraživanja i razvoja i skratite ciklus pomoću
Razvoj energetske opreme u velikoj mjeri ovisi o brzoj izradi prototipova. Brza proizvodnja prototipova opreme omogućena 3D metalnim ispisom pomaže osoblju za istraživanje i razvoj da promptno potvrdi i poboljša dizajne, čime se smanjuje ciklus istraživanja i razvoja. Smanjenje učestalosti uzastopnih promjena i probne proizvodnje tijekom procesa istraživanja i razvoja pomaže smanjiti troškove istraživanja i razvoja. Na primjer, tehnologija 3D ispisa može brzo stvoriti prototipove lopatica s različitim shemama dizajna za ispitivanje zračnih tunela i procjenu performansi, što omogućuje brzu odluku o idealnoj shemi dizajna i ubrzava vrijeme izlaska novih vjetroturbina na tržište.
Vrste materijala koji su sada dostupni za metalni 3D ispis donekle su ograničeni, a neki od njih ne mogu u potpunosti zadovoljiti potrebe energetske opreme u zahtjevnim uvjetima, uključujući visoke temperature, visoki tlak i jaku koroziju.
Trošak opreme Veliki trošak metalne opreme za 3D ispis i održavanje ograničava njezinu opću upotrebu u energetskom sektoru.
Kontrola kvalitete: izazovni procesi inspekcije i kontrole kvalitete u metalnom 3D ispisu mogu dovesti do nedostataka kao što su pore i pukotine, što ugrožava pouzdanost i performanse komponenti.
Standardne specifikacije: Korištenje metalne 3D tehnologije ispisa u energetskom sektoru trenutno nema konzistentne standarde i specifikacije, što proizvodi nejednaku kvalitetu proizvoda i stvara određene probleme za certificiranje i upotrebu proizvoda.
Plan odgovora; istraživanje i razvoj materijala: Uložite više u istraživanje i razvoj metalnih materijala za 3D ispis, kao iu nove materijale visokih-učinkovitosti prikladne za energetski sektor. Metode poput modifikacije materijala i legiranja pomažu u povećanju čvrstoće, otpornosti na koroziju i otpornosti materijala na visoke-temperature.
Postiže se stalno unaprjeđenje tehnologije opreme za metalni 3D ispis, povećanje brzine ispisa, točnosti i proizvodne učinkovitosti opreme, a time i smanjenje cijene opreme. Istovremeno ojačajte održavanje i upravljanje opremom kako biste povećali njezinu pouzdanost i stabilnost.
Tehnologija za kontrolu kvalitete: upotrebom najnovijih-tehnologija inspekcije, uključujući testiranje X-zrakama, ultrazvučno testiranje itd., stvorite temeljitu inspekciju kvalitete i sustav kontrole za metalni 3D ispis za stalno praćenje i procjenu kvalitete komponenti tijekom procesa ispisa.
Industrijske skupine, istraživački instituti i poduzeća trebali bi povećati suradnju kako bi zajednički stvorili standarde i zahtjeve za 3D ispis metala u energetskom sektoru, čime se jamči kvaliteta i sigurnost proizvoda.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/-kombinacija--aluminijske-legure-i-3d.html