. Tối ưu hóa quy trình: Cắt giảm việc sử dụng tài nguyên và phát thải tại nguồn
1. Kiểm soát chính xác sản xuất phụ gia
In kim loại 3D sử dụng một phương pháp sản xuất phụ gia gọi là "Lớp bằng lớp xếp lớp", có thể cắt giảm chất thải vật liệu từ 60% đến 90% so với các phương pháp trừ cổ điển như cắt và mài. Ví dụ, khi chế tạo các thiết bị năng lượng hạt nhân, tốc độ sử dụng nguyên liệu của các phản ứng hạt nhân hợp kim Titanium đã tăng từ 35% trong các quy trình truyền thống lên 92% bằng cách tối ưu hóa các thông số đường in và độ dày lớp. Điều này đã giảm đáng kể lượng bột kim loại được sử dụng. Công nghệ tan chảy laser chọn lọc (SLM) cũng có thể trực tiếp tạo ra các cấu trúc bên trong phức tạp, như các kênh làm mát cho các lưỡi tuabin khí được tích hợp trong thiết kế. Điều này tránh được nhu cầu hàn thành phần đa -, sử dụng nhiều năng lượng hơn và giải phóng nhiều carbon dioxide hơn.
2. Thiết kế nhẹ và tối ưu cho cấu trúc liên kết
Thiết bị năng lượng rất nhạy cảm với trọng lượng, do đó làm cho mọi thứ nhẹ hơn có thể làm cho chúng tiết kiệm năng lượng hơn nhiều. Tối ưu hóa cấu trúc liên kết - Thiết kế cấu trúc sinh học dựa trên có thể in 3D kim loại. Ví dụ, các thuật toán tạo ra các cấu trúc mạng trong các hộp số tuabin gió giúp giảm 40% trọng lượng trong khi giữ sức mạnh và sử dụng ít nguyên liệu thô hơn. Thiết kế này không chỉ sử dụng ít năng lượng hơn khi thiết bị chạy mà còn làm cho các bộ phận tồn tại lâu hơn, điều đó có nghĩa là việc khai thác tài nguyên và sản xuất chất thải ít hơn.
3. Thay đổi các tham số quy trình khi đang bay
Công suất laser, tốc độ quét, độ dày lớp và các cài đặt khác trong quá trình in có tác động trực tiếp đến lượng năng lượng được sử dụng và kết quả tốt như thế nào. Chẳng hạn, thời gian in của các thiết bị năng lượng lớn như giá đỡ bộ thu năng lượng mặt trời có thể được cắt làm đôi bằng cách áp dụng công nghệ quét hợp tác laser đa -. Đồng thời, để mắt đến nhiệt độ của nhóm tan chảy trong thời gian thực và thay đổi đầu vào năng lượng laser khi cần thiết sẽ ngừng quá nhiệt gây ra quá trình oxy hóa vật liệu và lãng phí năng lượng.
2. Tái chế vật liệu: Thiết lập hệ thống tái chế vòng kín
1. Tái sử dụng và tái chế bột kim loại
In 3D kim loại có thể để lại từ 30% đến 50% bột chưa được xử lý, đó là rất nhiều chất thải nếu nó bị vứt đi. Một hệ thống tái chế được phân loại có thể sắp xếp và xử lý bột dựa trên kích thước hạt của chúng. Ví dụ, các loại bột có kích thước hạt lớn hơn 45 μm có thể được sử dụng ngay để in, trong khi các loại bột có kích thước hạt dưới 20 μM có thể được tái sử dụng sau khi được sử dụng hình cầu. Phần còn lại của bột có thể được biến thành nguyên liệu thô cho hợp kim. Ví dụ, bằng cách tái chế niken - Bột hợp kim dựa trên, một nhà sản xuất thiết bị năng lượng nhất định đã có thể giảm giá vật liệu xuống 35% và nhu cầu khai thác kim loại xuống 90%.
2. Xây dựng lại thiết bị cũ
Cách tiếp cận "Kỹ thuật ngược+sửa chữa phụ gia" của in 3D kim loại có thể được sử dụng để làm cho thiết bị năng lượng cũ mới trở lại. Chẳng hạn, một nhà máy điện hạt nhân sử dụng quét 3D để có được mô hình thứ ba - của ống truyền nhiệt máy phát hơi nước và sau đó sử dụng công nghệ ốp laser để sửa chữa các bộ phận bị ăn mòn. Các thiết bị được sửa chữa kéo dài thêm 10 năm nữa, giúp tiết kiệm tài nguyên và tránh chất thải sẽ đến từ việc thay thế mọi thứ.
3. Tạo vật liệu hỗ trợ phá vỡ một cách tự nhiên
Khi bạn loại bỏ các cấu trúc hỗ trợ kim loại khỏi in 3D kim loại truyền thống, rất nhiều chất thải được tạo ra. Vật liệu composite axit polylactic là một ví dụ về vật liệu hỗ trợ phân hủy sinh học mới có thể được loại bỏ sau khi in bằng cách sử dụng thủy phân enzyme hoặc nhiệt phân. Các vật liệu còn sót lại sau đó có thể được ủ, giúp loại bỏ dễ dàng hơn nhiều.
3. Quản lý năng lượng: Làm cho các quy trình sản xuất sử dụng ít năng lượng hơn
1. Được cung cấp năng lượng sạch
Máy in 3D kim loại sử dụng rất nhiều năng lượng, nhưng sử dụng năng lượng mặt trời và gió thay vào đó có thể cắt giảm lượng khí thải carbon rất nhiều. Ví dụ, một nhà sản xuất thiết bị năng lượng mặt trời đặt các tấm quang điện lên mái nhà của cơ sở in. Điều này đã đáp ứng 60% nhu cầu điện của hội thảo và cắt giảm lượng khí thải carbon dioxide xuống còn 120 tấn mỗi năm.
2. Hệ thống giám sát năng lượng thông minh
Các cảm biến IoT có thể được sử dụng để theo dõi việc sử dụng năng lượng, nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác của thiết bị trong thời gian thực. Điều này cho phép bạn thay đổi cài đặt của điều hòa không khí và máy hút ẩm khi đang bay. Ví dụ, một hệ thống quản lý nhiệt độ tinh vi đã cắt giảm sử dụng năng lượng trong nhà máy in bằng 25% nhờ dây chuyền sản xuất hộp số tuabin gió. Điều này cũng đã giữ cho các vật liệu không trở nên tồi tệ hơn vì nhiệt độ cao.
3. Loại bỏ và sử dụng nhiệt thải
Một bộ trao đổi nhiệt có thể nhận được nhiệt thải từ quá trình nóng chảy laser trở lại và sử dụng nó để làm nóng bột kim loại hoặc làm nóng không gian làm việc. Ví dụ, một công ty sản xuất các bộ phận cho động cơ hàng không đã tăng hiệu quả thu hồi nhiệt chất thải lên 70%, giúp tiết kiệm hơn 500.000 nhân dân tệ mỗi năm chi phí khí đốt tự nhiên.
4. Kiểm soát sau khi xử lý: Cắt giảm các chất ô nhiễm thứ cấp và sử dụng tài nguyên
1. Công nghệ xử lý bề mặt xanh
Đánh bóng cơ học có thể tạo ra ô nhiễm bụi kim loại, tuy nhiên không - Các phương pháp tiếp xúc như đánh bóng điện hóa và đánh bóng laser có thể ngăn chặn những lo ngại này. Ví dụ, một công ty tạo ra các thiết bị thanh nhiên liệu hạt nhân sử dụng công nghệ đánh bóng laser để làm cho bề mặt mịn hơn thành Ra0.2 m. Điều này có nghĩa là họ không phải sử dụng dung dịch đánh bóng hóa học, cắt giảm chất thải nguy hiểm 3 tấn mỗi năm.
2. Một hệ thống đóng để xử lý bột
Thiết kế được bao bọc hoàn toàn để tải bột, tái chế, sàng lọc và các quy trình khác. Nó có các bộ thu bụi hiệu quả - cao (độ chính xác lọc nhỏ hơn hoặc bằng 0,3 μ m) có thể giữ khí thải bụi dưới 1mg/m, thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn quốc gia là 10mg/m. Ví dụ, một phương pháp đóng để tạo ra các bể chứa năng lượng hydro cắt giảm lượng niken - Bụi hợp kim dựa trên không khí tại nơi làm việc, đảm bảo rằng công nhân vẫn khỏe mạnh.
3. Một kỹ thuật để theo dõi chất lượng kỹ thuật số
Chúng ta có thể theo dõi tác động môi trường của từng lô bột kim loại trong toàn bộ vòng đời của nó bằng cách sử dụng công nghệ blockchain để ghi lại nguồn, sử dụng, tốc độ phục hồi và thông tin khác của nó. Chẳng hạn, một công ty năng lượng đã thiết lập một nền tảng cho 3D - Các bộ phận được in cho thấy dấu chân carbon của mỗi phần. Khách hàng có thể quét mã QR để có được thông tin về lượng khí thải carbon của nguyên liệu thô và các sản phẩm đã hoàn thành, giúp chuỗi cung ứng trở nên thân thiện với môi trường hơn.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3D - in/nhanh - tạo mẫu -