Fabrication rapide et réparation précise de composants complexes
De nombreux composants de l'équipement énergétique ont des formes géométriques complexes et des structures internes. Les processus de fabrication traditionnels ont non seulement de longs cycles et des coûts élevés lors de la fabrication de ces composants, mais peuvent également faire face au problème de la fourniture prématurée de pièces de rechange lorsqu'elles doivent être remplacées en raison de dommages. La technologie d'impression métal 3D adopte une méthode de formage de calque par empilement de calques, qui ne nécessite pas de moules et peut rapidement fabriquer divers composants de forme complexe, raccourcissant considérablement le cycle de fabrication des composants.
Prendre un équipement d'extraction d'huile à titre d'exemple, des composants tels que des forets et des impulseurs de pompes à boue subissent souvent une usure ou des dommages pendant le processus de forage. Traditionnellement, le remplacement de ces composants nécessiterait de commander au fabricant et un long temps d'attente, ce qui pourrait entraîner l'arrêt des opérations de forage et provoquer des pertes économiques importantes. En utilisant la technologie d'impression 3D en métal, les composants requis peuvent être rapidement fabriqués sur le site - ou dans les centres de fabrication à proximité, avec un remplacement en temps opportun et une réduction des temps d'arrêt. Selon les statistiques, dans certains projets de forage pétrolier, l'utilisation de la technologie d'impression 3D métallique pour fabriquer des composants a réduit les temps d'arrêt de l'équipement de 30% à 50%, ce qui réduit considérablement les pertes causées par les temps d'arrêt.
De plus, l'impression 3D métallique peut également être utilisée pour une réparation précise des composants. Pour certains composants d'équipement énergétique grands et coûteux, tels que des boîtes de vitesses pour les éoliennes et les récipients de réacteur pour les centrales nucléaires, lorsque des dommages locaux se produisent, la méthode traditionnelle peut être de les remplacer dans son ensemble, ce qui est extrêmement coûteux. La technologie d'impression 3D métallique peut ajouter avec précision les matériaux pour la réparation et restaurer les performances des composants en fonction de leurs dommages. Cette méthode de réparation a non seulement un faible coût, mais peut également prolonger la durée de vie des composants et réduire la demande d'approvisionnement de nouveaux composants.
La conception légère réduit la charge et l'usure de l'équipement
La technologie d'impression métal 3D combinée à l'optimisation de la topologie et à la conception de la structure du réseau peut réaliser une légèreté des composants d'équipement énergétique. La conception légère peut réduire le poids global de l'équipement, réduire la charge sur l'équipement pendant le fonctionnement, réduisant ainsi l'usure des composants et les dommages à la fatigue et prolongeant la durée de vie de l'équipement.
Dans le domaine de la production d'énergie éolienne, les lames, les concentrateurs et les autres composants des éoliennes sont relativement lourds, ce qui peut entraîner une pression significative sur la tour et les fondations, ainsi qu'augmenter la charge sur les composants de transmission tels que les boîtes de vitesses et les générateurs. En utilisant la technologie d'impression 3D en métal et les algorithmes d'optimisation de topologie, les connecteurs racinaires de lame, les moyeux de roue et d'autres composants aux formes structurelles optimales sont conçues pour éliminer les matériaux inutiles et atteindre un poids léger. Par exemple, une entreprise éolienne a utilisé la technologie d'impression 3D pour fabriquer des connecteurs de racine de lame, ce qui a réduit le poids d'environ 25% par rapport aux connecteurs fabriqués traditionnels. Cela réduit non seulement le coût de construction de la tour et du fond de teint, mais réduit également l'usure des composants de transmission tels que des boîtes de vitesses et réduit la fréquence d'entretien et le coût de l'équipement.
La conception légère est également très importante dans l'équipement d'énergie aérospatiale, tels que les supports de panneaux solaires pour les satellites et les composants du système de contrôle thermique pour le vaisseau spatial. La réduction du poids de ces composants peut augmenter la charge utile du satellite, réduire les coûts de lancement et réduire également le risque d'usure et de défaillance de l'équipement dans l'environnement spatial, prolonger la durée de vie de l'équipement et réduire les coûts de maintenance.
Production personnalisée pour répondre aux besoins spéciaux et réduire les dysfonctionnements
Les scénarios d'application dans le domaine de l'énergie sont étendus et les équipements énergétiques dans différentes régions et conditions de fonctionnement ont des exigences particulières pour les performances et la structure des composants. Les processus de fabrication traditionnels adoptent généralement de grands modes de production d'échelle -, qui sont difficiles à répondre à ces besoins personnalisés, entraînant un équipement qui peut ne pas s'adapter aux conditions de travail pendant le fonctionnement réel, augmentant la probabilité de défaillances et de coûts de maintenance.
La technologie d'impression 3D Metal a des capacités de flexibilité et de personnalisation élevées et peut rapidement fabriquer des composants d'équipement énergétique personnalisés en fonction des besoins spécifiques des clients. Par exemple, dans le développement de l'énergie marine, la forte salinité, l'humidité et l'érosion microbienne de l'eau de mer posent des exigences extrêmement élevées pour la résistance à la corrosion de l'équipement. Grâce à la technologie d'impression 3D en métal, les matériaux métalliques avec une excellente résistance à la corrosion peuvent être sélectionnés, et la conception personnalisée des composants de l'équipement peut être effectuée en fonction des caractéristiques de l'environnement marin, telles que l'augmentation de l'épaisseur des composants de la paroi, l'optimisation des processus de traitement de surface, etc., pour améliorer la fiabilité et la durée de vie des composants dans les environnements marins, réduire les défaillances et les coûts d'entretien causés par la corrosion.
Pour certains dispositifs d'énergie spéciaux ou spéciaux -, tels que les micro-turbines dans les systèmes de production d'énergie éolienne distribués et les échangeurs de chaleur spéciaux dans la production d'énergie géothermique, l'impression 3D peut personnaliser et fabriquer des composants petits, efficaces et adaptables en fonction de leur espace d'installation et de leurs exigences de performance spécifiques. Cette méthode de production personnalisée peut mieux répondre aux besoins opérationnels réels de l'équipement et réduire les coûts des échecs et des réparations causés par des composants incompatibles.
Optimiser l'utilisation des matériaux et réduire les coûts des stocks
Dans la fabrication de l'équipement énergétique traditionnel, afin de répondre aux besoins de différents composants, il est nécessaire de réserver une grande quantité de matières premières et d'inventaire des composants. Cela consomme non seulement une grande quantité de fonds, mais augmente également le coût et le risque de gestion des stocks. La technologie d'impression 3D métallique peut utiliser avec précision les matériaux en fonction des besoins réels, en réduisant les déchets de matériaux.
Dans le processus d'impression 3D, les ordinateurs peuvent calculer avec précision la quantité de matériau requise basée sur le modèle dimensionnel - des trois - des composants, atteignant la fabrication de la demande -. Par rapport à la fabrication soustractive traditionnelle, le taux d'utilisation des matériaux de l'impression 3D métallique peut être augmenté de plus de 30% à 50%. Par exemple, lors de la fabrication de composants structurels métalliques complexes, les méthodes traditionnelles peuvent nécessiter une coupe approfondie d'un blanc métallique plus grand, tandis que l'impression 3D peut empiler directement la forme souhaitée de la poudre ou du fil, réduisant considérablement les déchets de matériaux.
Pendant ce temps, en raison de la capacité de l'impression 3D métallique à obtenir une fabrication rapide et une production personnalisée, les entreprises peuvent réduire l'inventaire des composants. Il suffit de réserver des matières premières de base, puis de procéder à la fabrication de sites - en cas de demande de composants. Cela peut réduire les coûts des stocks, minimiser l'occupation du capital et la perte de matériel causée par le carnet de commandes des stocks.