Problèmes avec le cycle de R&D typique
La plupart des initiatives de recherche et développement dans le domaine de l'énergie exigent des conceptions structurelles complexes et des normes de performance très précises. Par exemple, les lames de turbine à gaz doivent bien fonctionner dans des conditions difficiles comme des températures élevées, des pressions élevées et des rotations rapides. Ils doivent également être très forts, la chaleur - résistante et résistante à la fatigue, entre autres. Dans le processus de R&D traditionnel, les concepteurs utilisent d'abord leurs connaissances et leur expérience pour développer une conception de base. Ensuite, ils fabriquent des moules et des échantillons en coulant ou en forgeant. Cette technique prend beaucoup de temps pour créer et fabriquer des moules, et si des défauts de conception sont détectés après la fabrication des échantillons, la conception et la moisissure doivent être modifiés et les échantillons doivent être à nouveau faits. Cette répétition rend le cycle de recherche et de développement beaucoup plus long.
De plus, les méthodes de fabrication standard ont plusieurs problèmes lorsqu'il s'agit de fabriquer des conceptions structurelles sophistiquées. La fabrication traditionnelle peut ne pas être en mesure de fabriquer des conceptions avec des canaux d'écoulement internes complexes ou des structures uniques, ou ils peuvent avoir besoin d'utiliser un ensemble de composants multi -, ce qui rend la fabrication plus difficile et plus coûteuse et peut également affecter les performances et la fiabilité globales du produit.
Les avantages de l'impression 3D dans le métal
Le principe d'empilement discret est ce qui fait fonctionner l'impression 3D en métal. Il construit trois - pièces solides dimensionnelles en empilant de la poudre ou du fil métallique les uns sur les autres. Cette technologie n'a pas besoin de moules, ce qui réduit le temps nécessaire pour passer de la conception à la production d'échantillons. Les concepteurs ont simplement besoin de créer un modèle 3D du produit sur l'ordinateur. Ensuite, ils peuvent faire rapidement des échantillons en important les données du modèle dans l'équipement d'impression 3D métal. Par exemple, tout en fabriquant des collectionneurs solaires, les chercheurs peuvent faire rapidement des prototypes de collection avec des canaux d'écoulement internes complexes en utilisant l'impression 3D métallique pour évaluer et améliorer leurs performances thermiques. Le temps nécessaire pour faire un échantillon peut être réduit par des semaines, voire des mois, par rapport aux approches traditionnelles.
L'impression métal 3D vous donne également beaucoup de liberté en matière de conception, ce qui vous permet de créer des structures compliquées difficiles à faire en utilisant des méthodes traditionnelles. Dans le secteur de l'énergie, de nombreux gadgets doivent changer le fonctionnement de leurs pièces pour les rendre mieux. L'impression en métal 3D peut être utilisée pour fabriquer des tiges de carburant avec des formes et des structures uniques, améliorer l'innocuité et l'efficacité des réacteurs nucléaires et améliorer la distribution du carburant et les effets de refroidissement. Dans les méthodes traditionnelles, cela peut prendre beaucoup de temps et beaucoup d'argent pour concevoir et construire des structures aussi compliquées. Cependant, l'impression métal 3D est facile à faire, ce qui accélère encore plus le cycle de recherche et de développement.
Les cas réels montrent que cela fonctionne
Lors de la fabrication de nouveaux instruments de forage, une entreprise spécifique de l'entreprise d'extraction de pétrole a rencontré la difficulté que les méthodes de production typiques ne pouvaient pas correspondre aux exigences de conception. Pour rendre le forage plus efficace et prolonger la durée de vie des outils, de nouveaux instruments de forage ont besoin de structures de coupe spécifiques et de canaux de refroidissement internes. L'entreprise a fait des échantillons en quelques jours seulement après son passage à la technologie d'impression 3D Metal et les a testées sur place. Les concepteurs ont instantanément amélioré le prototype en fonction des résultats des tests et l'ont imprimé à nouveau pour les tests. Par rapport aux approches précédentes, l'ensemble du cycle de la R&D a été réduit de moitié, et de nouveaux articles ont rapidement atteint le marché, offrant à l'entreprise un avantage sur ses concurrents.
Une entreprise qui fait des éoliennes veut faire un nouveau type de connecteur racine de lame d'éoliennes pour rendre le lien entre la lame et le concentrateur plus fort et plus fiable. En utilisant la technologie d'impression 3D métallique, le fabricant a rapidement fait des échantillons de connecteurs avec des géométries complexes et des systèmes de support intérieur et a testé leurs performances mécaniques. Certaines parties des connecteurs ont eu des problèmes de concentration de stress lors des tests. Les concepteurs ont rapidement changé la conception et imprimé de nouveaux échantillons pour les tests. Après de nombreux ajustements, le meilleur schéma de conception a finalement été trouvé. Cela réduit le temps qu'il a fallu pour faire de la recherche et le développement et accélérer le processus d'obtention de nouveaux produits sur le marché.
L'impression métal 3D peut-elle raccourcir le cycle de recherche et développement dans l'industrie de l'énergie?
Jul 10, 2025
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