In the realm of nuclear energy, the design and manufacturing of nuclear reactors require extremely high levels of dependability and accuracy. The fuel components, control rod driving mechanisms, and other reactor parts are defined by their complex structures, which must endure harsh conditions such as high temperatures, high pressures, and intense radiation. Conventional manufacturing techniques struggle to meet the sophisticated design criteria for Estos componentes, lo que lleva a una mayor probabilidad de defectos durante la producción que pueden comprometer la seguridad y eficiencia del reactor .
Additionally constantly striving reduced prices and improved conversion efficiency is the design of solar panels and solar thermal power generating equipment. Designing solar panels with particular structures and surface morphologies would help to increase the absorption and usage efficiency of solar energy. Simultaneously, design has to be optimized for elements like collectors and thermal storage systems in solar thermal power production systems to increase the capacity of thermal Recolección y almacenamiento de energía . La implementación de estos intrincados diseños presenta varios desafíos para las técnicas de fabricación convencionales como la precisión de mecanizado inadecuado y los principales desechos de materiales .
Las cuchillas de las turbinas eólicas son cruciales para convertir la energía eólica porque su diseño afecta qué tan bien capturan el viento y generan energía . a medida que las turbinas eólicas se vuelven más grandes y más ligeras, el diseño de las cuchillas se ha vuelto más complejo porque un mejor rendimiento y la fuerza dependen de este diseño .} que hacen que las cuchillas grandes con los métodos tradicionales a menudo provocan problemas como la bendición y el agrietamiento, lo que hace que sea difícil de crear las hojas grandes para los detalles. Blades .
Basado en la idea de fabricación aditiva, que construye elementos capa por capa, casi libre de limitaciones geométricas, los diseñadores de tecnología de impresión 3D de metal pueden usar completamente su imaginación para crear piezas con agujeros interiores complicados, estructuras de cuadrícula, construcciones biomiméticas y otros enfoques tradicionales difíciles de atacar . este gran grado de libertad de diseño en la construcción de equipos de energía ayudan a maximizar la estructura interna de la estructura interna de la estructura interna del equipo, lo que mejoran los equipos, y mejoran el rendimiento, y mejoran el rendimiento y el rendimiento, lo que mejoran el rendimiento, mejoran el rendimiento, lo que mejoran el equipo, lo que mejoran los equipos, mejoran el rendimiento, lo que mejoran los equipos, mejoran el rendimiento, lo que mejoran los equipos, mejoran el rendimiento, lo que mejoran los equipos, lo que mejoran el rendimiento, lo que mejoran los equipos, lo que mejoran el rendimiento, mejoran la estructura interna. Eficiencia . Las estructuras de canal de enfriamiento complejas, por ejemplo, se pueden aplicar en el diseño de conjuntos de combustible de reactores nucleares para aumentar la eficiencia de enfriamiento, menor temperatura de la barra de combustible y, por lo tanto, fortalezca la estabilidad y la seguridad del reactor .
By means of exact material deposition achieved through metal 3D printing, designers may maximize the structural integrity of parts, eliminate extraneous materials, lower part weight, and guarantee the stiffness and strength of parts. This technology also enables the integration of multiple functions by combining several components into a single unit, thereby reducing assembly times and improving equipment reliability and maintainability. In solar thermal power Se pueden juntar sistemas, piezas como coleccionistas, dispositivos de almacenamiento térmico y intercambiadores de calor para mejorar el diseño de canales de flujo interno y aumentar la eficiencia de transferencia de calor .
Dos fases absolutamente vitales del proceso de diseño para equipos de energía son la prototipos y la iteración rápidos . para crear prototipos, las técnicas de fabricación tradicionales requieren ciclos más largos y más gastos; Los diseños cambiantes requieren la reconstrucción de moldes y piezas, por lo tanto, disminuir la eficiencia . Producción rápida de piezas prototipo hechas posibles por la impresión de metales 3D permite a los diseñadores probarlos y evaluarlos dependiendo del prototipo, lo que permite que la identificación rápida de los problemas y la acción de modificación inmediata . La capacidad de iteración rápida puede ayudar a reducir significativamente el ciclo de desarrollo de productos y los gastos de desarrollo de menor desarrollo {4 {4 {4 {4 {{} {}}}}}}}}}}
Diferentes materiales metálicos de alto rendimiento, incluidas aleaciones de titanio, aleaciones a base de níquel, etc. ., se pueden usar en tecnologías de impresión 3D metal . Excelentes cualidades de estos materiales-High Fuerza, gran resistencia, gran resistencia a la temperatura y resistencia a la corrosión, la resistencia a la imprenta, las necesidades de las necesidades de los equipos de energía en los que se exigen a los alrededores {{7.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} ¡Simultane, los que imprimen, los que imprimen, las necesidades de los equipos energéticos en el equipo de los que se exigen a los alrededores {7.} La configuración puede regular la microestructura del material, mejorando así su rendimiento .
Rosatom, una firma de energía nuclear estatal rusa, ha establecido un negocio para explorar las tecnologías de impresión 3D, que ha producido las impresoras de genes Gen II para la fabricación de componentes de potencia de fabricación . que comienzan conjuntamente el proyecto ACP100 Reactor Pressel Vessel Fabrication (imprimación 3D) fue la investigación de energía nuclear de China e Instituto de diseño y la tecnología adicional del sur de la tecnología Southern Co {{} 5},,,, la imprenta 3D). Ltd. Large-scale electric melting 3D printing technology opens a new route for high-quality, low-cost, and low-carbon manufacturing of nuclear power equipment by precisely attaining the integrated molding of big metal components with complicated shapes. Following technical assessment, 3D printed examples can perform technically either exactly or somewhat better than manufactured goods.
Con los costos de solo la mitad de la tecnología convencional, los científicos del MIT estiman que las células solares impresas en 3D aumentarán la eficiencia en un 20%. Las impresoras 3D australianas producen rollos de células solares en forma de paneles A3, que pueden estar unidos a las superficies de construcción para generar energía renovable bajo la organización de la generación de investigación industrial y de calor de la salud. Los intercambiadores y coleccionistas producidos con impresión 3D de metal tienen una eficiencia de transferencia de energía térmica mucho mejor y diseños de canales de flujo internos más ideales .
La impresión de metal 3D se puede aplicar en la producción de cuchillas de turbina eólica para producir algunos componentes pequeños e intrincados, así como mohos para ellos . 3 D La tecnología de impresión ofrece mayores oportunidades para el diseño de cuchillas e innovación, aunque la construcción básica de las cuchillas grandes aún consiste principalmente en materiales compuestos de materiales compuestos {{2} por ejemplo, más complicadas y textos de la superficie de los blades 3D. mejor .
4 obstáculos y remedios metales impresión 3D en el sector energético: un desafío
La tecnología de impresión 3D de metal presenta ciertas dificultades incluso si el sector energético tiene un potencial significativo de uso . La precisión de la impresión y la calidad de la superficie deben mejorarse aún más; Los tipos y propiedades de los materiales de impresión deben ampliarse y optimizar aún más; y el gran costo de la impresión del equipo limita su aplicación generalizada . La velocidad de impresión es lenta y difícil de satisfacer las necesidades de producción a gran escala .
Engineers and researchers are working nonstop to meet these obstacles. By means of bettering printing process parameters and structural design of printing equipment, printing efficiency has progressively been raised in terms of speed. Advanced scanning techniques and control algorithms have been embraced to get exact control of the printing process, hence boosting surface quality and printing accuracy. Con respecto a la investigación y el desarrollo de materiales, seguimos creando aleaciones de metales frescos y materiales compuestos para satisfacer las necesidades particulares de los equipos de energía . simultáneamente, el costo de la impresión está disminuyendo progresivamente a medida que avanza la tecnología constantemente y los aumentos de competitividad del mercado .