¿Cuáles son las aplicaciones de componentes no estructurales de la impresión 3D de metal en gabinetes de control eléctrico?

1. Sistema de enfriamiento: desde la conducción pasiva hasta el control térmico activo
El módulo de potencia, el convertidor de frecuencia y otras partes importantes en el gabinete de control eléctrico crean mucho calor cuando están trabajando. Los disipadores de calor de perfil de aluminio o los ventiladores para la convección forzada son formas comunes de deshacerse del calor, pero tienen problemas para no ser muy eficientes para deshacerse del calor y abordar mucha área. Utilizando métodos de optimización de topología, la tecnología de impresión 3D de metal puede hacer estructuras de red biomimética (tales estructuras de gradiente de panal y espiral) dentro de las partes de disipación de calor. Esto le permite controlar las rutas del flujo de calor con mucha precisión.
Caso 1: sustrato para la disipación de calor del inversor de potencia alto -
Una compañía emplea la tecnología SLM (fusión láser selectiva) para hacer calor - disipando sustratos de la aleación de titanio. El diseño interior de microcanal corta la resistencia al flujo del refrigerante en un 40%. Al mismo tiempo, las propiedades de amortiguación de la estructura de la red se extienden la energía de vibración dentro del sustrato, lo que reduce la concentración de tensión térmica generada por vibración. Cuando se aplica una carga de 1000W, los datos experimentales revelan que la temperatura de la superficie del sustrato cae en 15 grados en comparación con los sustratos de aluminio estándar. El peso también cae en un 30%, lo que aumenta en gran medida la densidad de potencia y la estabilidad operativa del gabinete de control.
Escudo de enfriamiento para el inversor en el caso 2
En los inversores solares, los deflectores de aleación de aleación basados ​​en el níquel 3D de metal 3D -} crean topologías complicadas de canales de flujo mediante la optimización de la topología. Esto hace que los inversores sean un 25% más ligeros y aumentan el área para disipar el calor a 1.8 veces que los de los diseños estándar. El coeficiente de radiación térmica aumenta un 20% después de pulir la superficie. Cuando el inversor se usa con un sistema de enfriamiento líquido, puede funcionar de manera continua y estable a 55 grados, con una tasa de falla del 60% menor.
2. Archivo electromagnético: pasar de envolver cosas por fuera para integrarlas en el interior
La interferencia electromagnética (EMI) puede afectar las piezas sensibles en los gabinetes de control eléctrico, como los PLC y los sensores. Las cubiertas de metal o los recubrimientos conductores se utilizan en los métodos de blindaje tradicionales, pero tienen problemas de ser pesados, caros y difíciles de encajar en cavidades complicadas. La tecnología de impresión 3D de metal utiliza impresión compuesta de material multi - para agregar blindaje electromagnético a las piezas estructurales no -}.
Caso 3: cubierta de blindaje para una fuente de alimentación de conmutación de frecuencia - de frecuencia
Cierta compañía hizo una cubierta de blindaje de aleación de cromo de cobalto que utiliza tecnología SLM para la impresión integrada. Agregar nanopartículas de plata al 0,5% al ​​material reduce la resistividad de la superficie a menos de 10 Ω · cm, lo que protege contra la interferencia electromagnética en el rango de frecuencia de 100 kHz a 1 GHz. Puede absorber más del 90% de las ondas electromagnéticas entrantes gracias a su estructura de red interna. Esto lo hace un 50% más ligero que los esquemas típicos de blindaje de cobre, y no necesita ningún paso de ensamblaje adicional, lo que reduce los tiempos de producción en un 70%.
Caso 4: Soporte de filtro para un gabinete que controla la comunicación 5G
Debido a que los gabinetes de control de la estación base 5G tienen reglas muy severas sobre la compatibilidad electromagnética, el soporte de filtro de aleación de tungsteno impreso en 3D de metal se realiza con materiales de gradiente. Cerca de la fuente de señal, se utilizan las aleaciones basadas en el cobre de conductividad -} -}, mientras que en las áreas que son vulnerables a la radiación, alto - hierro de permeabilidad - Las aleaciones de níquel se utilizan para reducir la fuerza de las ondas electromagnéticas. La prueba revela que el soporte puede mantener la pérdida de la señal a menos de 0.2dB y bloquear la interferencia externa a menos de -80dbm, que es lo que las especificaciones de 3GPP dicen que debería hacer.
3. Conexión eléctrica: desde una interfaz estándar hasta una integración personalizada
Debido a que todos se basan en diseños estandarizados, las conexiones, bloques terminales y otras partes de los gabinetes de control eléctrico tradicionales son difíciles de caber en espacios en forma de -} o cuando hay muchos cables. Al imprimir directamente conectores eléctricos, la tecnología de impresión 3D de metal puede hacer que las piezas de conexión y las construcciones de gabinetes se ajusten perfectamente.
Caso 5: Conexiones de cableado del controlador de robot con mucho espacio
Una compañía ha producido un bloque de terminal de aleación de titanio para controladores de robot industriales que emplea tecnología SLM para imprimir una matriz de alfileres con una precisión de 0.3 mm. Un solo terminal puede combinar 48 canales de transmisión de señal, que ocupan un 60% menos de espacio que los bloques terminales típicos. Su estructura de red interior puede absorber la energía de la vibración y suavizar los cambios en la resistencia de contacto que ocurren cuando las conexiones son flojas. Los datos experimentales demuestran que la estabilidad de la resistencia de contacto es tres veces mayor que las soluciones tradicionales cuando la aceleración de vibración es inferior a 10 g.
Caso 6: pista conductora para cargar pila de nuevos vehículos de energía
Las pistas conductores de aleación de aluminio 3D de metal generan una película de óxido grueso a través del tratamiento de oxidación de la superficie. Pueden resistir la corrosión por pulverización de sal durante más de 2000 horas. Esto es en respuesta a la necesidad de pistas conductoras resistentes livianas y corrosión - en estaciones de carga. El interior tiene una construcción reforzada con panal que lo hace 40% más ligero y le da una fuerza de flexión de más de 200 mPa, lo que cumple con los requisitos mecánicos para cargar armas que deben colocarse y sacar a menudo.
4. Integración funcional: pasar de una sola parte a un sistema completo
La tecnología de impresión 3D de metal ha desglosado la antigua forma de separar el "conjunto de procesamiento de diseño" en la fabricación. Ahora puede combinar varias funciones, como disipación de calor, blindaje y conexión, en un solo componente estructural no -. Esto está empujando los gabinetes de control eléctrico para que se vuelvan más "modulares e inteligentes".
Caso 7: Módulo de enfriamiento inteligente para gabinetes de servidor en centros de datos
Una compañía específica ha realizado un módulo inteligente de disipación de calor a partir de una aleación basada en cobre -}. Ha impreso una estructura compuesta que combina sensores de temperatura, tuberías de calor y aletas de disipación de calor utilizando tecnología SLM. Sus microcanales incorporados pueden cambiar la velocidad de flujo del refrigerante en tiempo real en función de la retroalimentación del sensor, lo que le permite administrar el calor dinámicamente. Las pruebas han demostrado que este módulo puede reducir el valor de pue de los centros de datos en 0.15 y ahorrar más de 100,000 kWh de electricidad por año en comparación con los métodos de enfriamiento estándar.
Caso 8: Una base liviana para gabinetes de control aeroespacial
El marco de aleación de litio de magnesio impreso en 3D de metal del gabinete de control de la nave espacial es uno - tercero el peso de un marco de aluminio estándar gracias a la optimización de la topología. También tiene capas de protección electromagnética y canales de disipación de calor incorporados. Después de ser tratado con fortalecimiento del choque láser en su superficie, su vida útil de fatiga aumenta a más de 10 ciclos, lo que es lo suficientemente bueno para la nave espacial que estará en órbita durante 15 años.