Sự nguy hiểm của trận động đất đối với các thiết bị năng lượng và các tiêu chuẩn phải được đáp ứng cho sức đề kháng địa chấn
Trong một trận động đất, mặt đất lắc rất nhiều, điều này đặt ra nhu cầu năng động phức tạp đối với thiết bị năng lượng. Những tải trọng này có thể là chuyển động ngang qua lại, tác động thẳng đứng hoặc lực xoắn. Nếu một trận động đất làm hỏng một số thiết bị năng lượng lớn, như bình áp suất lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân, chứa vật liệu phóng xạ, việc giải phóng các vật liệu này sẽ có tác dụng khủng khiếp. Trong các trận động đất, các bể chứa của các công ty hóa dầu có thể phá vỡ, cho phép các hóa chất có thể bắt lửa và phát nổ. Thiệt hại cho máy biến áp và các bộ phận khác của hệ thống truyền tải điện có thể tạo ra sự cố mất điện ở khắp nơi và khiến xã hội khó hoạt động bình thường.
Vì vậy, thiết bị năng lượng cần có khả năng chịu được các trận động đất và giữ cấu trúc và hoạt động bình thường của nó trong chúng. Điều này có nghĩa là thiết bị phải được chế tạo để xử lý các loại tải khác nhau mà động đất có thể gây ra. Các vật liệu được sử dụng phải mạnh mẽ và đủ cứng để chịu được thiệt hại do lực địa chấn gây ra. Trong quá trình sản xuất, điều quan trọng là đảm bảo rằng thiết bị có chất lượng cao và bất kỳ lỗ hổng tiềm năng nào cũng được giảm thiểu.
Ý tưởng đằng sau in 3D kim loại là làm cho mọi thứ chống lại các trận động đất hơn
Đúc các cấu trúc phức tạp trong một mảnh
Khi tạo ra các cấu trúc phức tạp, các phương pháp sản xuất truyền thống thường yêu cầu kết hợp nhiều bộ phận. Điều này làm cho việc lắp ráp trở nên khó khăn hơn và đắt hơn, và nó cũng có thể gây ra căng thẳng để tích tụ tại các điểm kết nối, điều này làm cho thiết bị ít có khả năng chịu được các trận động đất. Công nghệ in 3D kim loại có thể tạo ra các cấu trúc phức tạp trong một mảnh, mà không cần lắp ráp, điều này tránh các vấn đề với các yếu tố kết nối. Ví dụ, khi tạo ra các cấu trúc hỗ trợ cho thiết bị năng lượng, có thể sử dụng in 3D để tạo ra các thành phần hỗ trợ với các cấu trúc bên trong phức tạp và các hình dạng được tối ưu hóa. Điều này có thể giúp các thiết bị chống lại các trận động đất tốt hơn bằng cách lan rộng các lực lượng đều hơn.
Kiểm soát phân phối vật liệu một cách chính xác
In 3D kim loại có thể đặt vật liệu chính xác nơi chúng cần đi dựa trên các tiêu chí thiết kế, dẫn đến sự phân phối tốt nhất các vật liệu. Để làm cho những nơi này tốt hơn trong việc xử lý các trận động đất, bạn có thể làm cho các vật liệu dày hơn hoặc sử dụng các vật liệu mạnh hơn trong các bộ phận quan trọng của thiết bị, như vùng tập trung ứng suất và kết nối kết nối. Trong khi đó, thay đổi cách thức các vật liệu được trải ra có thể giúp cân bằng trọng lượng của thiết bị, hạ thấp trọng tâm của nó và làm cho nó ổn định hơn.
Cải thiện cấu trúc vi mô
In 3D kim loại có thể tạo ra các cấu trúc nhỏ, thậm chí hạt bằng cách làm mát nhanh chóng và làm tan chảy kim loại ở một số khu vực. Các hạt mịn có thể làm cho các vật liệu mạnh hơn và cứng hơn vì chúng làm cho việc sai lệch di chuyển khó khăn hơn, điều này làm cho vật liệu ít có khả năng biến dạng hơn. Thiết bị cần có khả năng xử lý nhiều chu kỳ căng thẳng trong một trận động đất. Các vật liệu có độ bền cao có thể hấp thụ và lan truyền năng lượng địa chấn tốt hơn, cắt giảm thiệt hại cho thiết bị. Bạn cũng có thể quản lý thành phần pha và phân phối các pha kết tủa của vật liệu bằng cách thay đổi các cài đặt in như năng lượng laser và tốc độ quét. Điều này làm cho cấu trúc vi mô của vật liệu thậm chí còn tốt hơn và làm cho nó tốt hơn trong việc chịu được các trận động đất.
Cách sử dụng in 3D kim loại theo những cách nhất định để làm cho mọi thứ chống lại động đất hơn
Thiết kế cấu trúc địa chấn với tối ưu hóa cấu trúc liên kết
Tối ưu hóa cấu trúc liên kết là một cách để thiết kế sử dụng các thuật toán toán học để tự động khám phá cách tốt nhất để phân phối vật liệu trong một khu vực thiết kế nhất định tùy thuộc vào điều kiện tải và biên. Khi thiết kế thiết bị năng lượng để chịu được các trận động đất, các kỹ thuật tối ưu hóa cấu trúc liên kết có thể được sử dụng để làm cho cấu trúc của thiết bị tốt hơn. Ví dụ, tối ưu hóa cấu trúc liên kết có thể tìm thấy hình dạng và cấu trúc bên trong tốt nhất cho các cấu trúc hỗ trợ trong các nhà máy điện hạt nhân. Điều này có thể giảm trọng lượng và chi phí trong khi vẫn đáp ứng các tiêu chuẩn địa chấn. Cấu trúc liên kết này - Khung tối ưu hóa có thể được thực hiện trực tiếp sử dụng công nghệ in 3D kim loại và khả năng chịu được động đất của nó đã được tăng lên rất nhiều so với các dấu ngoặc được tạo ra theo cách thông thường.
Tạo ra các bộ phận có thể hấp thụ căng thẳng
In 3D bằng kim loại có thể tạo ra các bộ phận có thể hấp thụ sốc theo một cách cụ thể. Chẳng hạn, bạn có thể in sốc - các phần tử hấp thụ bằng tổ ong hoặc cấu trúc bọt vào cơ sở hoặc cấu trúc hỗ trợ của thiết bị năng lượng. Các cấu trúc này có thể hấp thụ và tiêu tan năng lượng địa chấn bằng cách thay đổi hình dạng trong các trận động đất, làm giảm lượng lực địa chấn tiếp cận cơ thể thiết bị. Ngoài ra, các vật liệu thông minh như hợp kim bộ nhớ hình dạng hoặc vật liệu áp điện có thể được tích hợp vào các bộ phận để làm cho chúng hấp thụ các cú sốc một cách tích cực bằng cách sử dụng các khả năng độc đáo của chúng.
Nhanh chóng làm mẫu cho các bài kiểm tra địa chấn
Rất nhiều thử nghiệm địa chấn là cần thiết để đảm bảo rằng thiết bị năng lượng hoạt động tốt trong suốt nghiên cứu và phát triển. Làm các mẫu thử nghiệm với phương tiện truyền thống mất nhiều thời gian và tốn rất nhiều tiền. Mặt khác, công nghệ in 3D kim loại có thể nhanh chóng tạo ra các mẫu thử địa chấn. Dựa trên một số chương trình thiết kế, các nhà thiết kế có thể nhanh chóng in rất nhiều mẫu để thử nghiệm địa chấn. Sau đó, họ có thể sử dụng kết quả kiểm tra để làm cho thiết kế tốt hơn và hiệu quả hơn. Quá trình thiết kế lặp lại nhanh chóng này có thể cắt giảm thời gian cần thiết để xây dựng một cái gì đó và làm cho nó hoạt động tốt hơn trong một trận động đất.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3D - in/3D - in -