一. Ottimizzazione del processo: riduzione dell'uso delle risorse e delle emissioni alla fonte
1. Controllo esatto della produzione additiva
La stampa 3D in metallo utilizza un metodo di produzione additivo chiamato "Livello per impilamento strato", che può ridurre i rifiuti di materiale dal 60% al 90% rispetto ai metodi sottrattivi classici come il taglio e la macinazione. Ad esempio, quando si producono attrezzature per l'energia nucleare, il tasso di utilizzo delle materie prime dei supporti del reattore nucleare in lega di titanio è aumentato dal 35% nei processi tradizionali al 92% ottimizzando il percorso di stampa e i parametri di spessore dello strato. Ciò ha notevolmente ridotto la quantità di polvere di metallo utilizzato. La tecnologia selettiva di fusione laser (SLM) può anche modellare direttamente strutture interne complesse, come i canali di raffreddamento per le lame a turbina a gas integrate nel design. Ciò evita la necessità di saldare i componenti multi -, che utilizza più energia e rilascia più anidride carbonica.
2. Design che è leggero e ottimizzato per la topologia
L'attrezzatura energetica è sensibile al peso, rendere le cose più leggere può renderle molto più efficienti dal punto di vista energetico. Ottimizzazione della topologia - La progettazione della struttura biomimetica basata sulla stampa è possibile con la stampa 3D in metallo. Ad esempio, gli algoritmi creano strutture reticolari nei cambi di turbine eoliche che riducono il peso del 40% mantenendo la resistenza e utilizzando meno materie prime. Questo design non utilizza solo meno energia quando l'attrezzatura è in esecuzione, ma rende anche le parti durare più a lungo, il che significa meno estrazione di risorse e generazione di rifiuti.
3. Modifica dei parametri del processo al volo
La potenza laser, la velocità di scansione, lo spessore dello strato e altre impostazioni durante il processo di stampa hanno un impatto diretto su quanta energia viene utilizzata e quanto è buono il risultato. Ad esempio, il tempo di stampa di grandi apparecchiature energetiche come le staffe per collezionisti solari può essere tagliato a metà adottando la tecnologia di scansione collaborativa laser multi -. Allo stesso tempo, tenere d'occhio la temperatura della piscina di fusione in tempo reale e cambiare l'ingresso di energia laser, in base alle necessità, fermerà il surriscaldamento di causare l'ossidazione del materiale e sprecare energia.
2. Riciclaggio del materiale: impostazione di un sistema di riciclaggio ad anello chiuso
1. Riutilizzo e riciclaggio in polvere di metallo
La stampa 3D in metallo può lasciarsi alle spalle dal 30% al 50% della polvere non confusa, che è un sacco di rifiuti se viene gettata via. Un sistema di riciclaggio graduato può ordinare ed elaborare polveri in base alla dimensione delle particelle. Ad esempio, le polveri con dimensioni delle particelle superiori a 45 μm possono essere usate immediatamente per la stampa, mentre le polveri con dimensioni delle particelle inferiori a 20 μm possono essere riutilizzate dopo essere state sferoidali. Il resto della polvere può essere trasformato in materie prime per le leghe. Ad esempio, riciclando il nichel - in polvere in lega, un determinato produttore di attrezzature energetiche è stato in grado di ridurre i prezzi dei materiali del 35% e la necessità di estrazione dei metalli del 90%.
2. Ricostruire vecchie attrezzature
L'approccio "Reverse Engineering+Repair additivo" della stampa 3D in metallo può essere utilizzato per rendere nuovamente nuova le vecchie attrezzature energetiche. Ad esempio, una centrale nucleare ha impiegato la scansione 3D per ottenere un modello dimensionale di tre - del tubo di trasferimento di calore del generatore di vapore e quindi ha utilizzato la tecnologia di rivestimento laser per correggere le parti corrose. Le attrezzature riparate sono durate altri 10 anni, il che ha risparmiato risorse ed evitato i rifiuti che sarebbero venuti dalla sostituzione di tutto.
3. Creare materiali di supporto che si rompono naturalmente
Quando si rimuove le strutture di supporto in metallo dalla tradizionale stampa 3D in metallo, vengono creati molti rifiuti. I materiali compositi di acido polilattico sono un esempio di un nuovo materiale di supporto biodegradabile che può essere rimosso dopo la stampa mediante idrolisi enzimatica o pirolisi. Il materiale rimanente può quindi essere composta, il che rende molto più facile sbarazzarsi.
3. Gestione dell'energia: rendere i processi di produzione utilizzano meno energia
1. Alimentato dall'energia pulita
Le macchine da stampa 3D in metallo usano molta energia, ma l'uso dell'energia solare e vento può invece ridurre le emissioni di carbonio di molto. Ad esempio, un produttore di apparecchiature solari ha messo i pannelli fotovoltaici sul tetto della struttura di stampa. Ciò ha soddisfatto il 60% delle esigenze elettriche del seminario e ha tagliato le emissioni di anidride carbonica di 120 tonnellate all'anno.
2. Sistema di monitoraggio dell'energia intelligente
I sensori IoT possono essere utilizzati per monitorare il consumo di energia, la temperatura, l'umidità e altri fattori di attrezzatura in tempo reale. Questo consente di cambiare le impostazioni dei condizionatori d'aria e dei deumidificatori al volo. Ad esempio, un sofisticato sistema di gestione della temperatura ha ridotto il consumo di energia nella fabbrica di stampa del 25% grazie a una linea di produzione del cambio a turbina eolica. Ciò ha anche impedito ai materiali di peggiorare a causa delle alte temperature.
3. Sbarazzarsi e usare il calore dei rifiuti
Uno scambiatore di calore può ottenere il calore dei rifiuti dal processo di fusione laser e usarlo per preriscaldare la polvere di metallo o riscaldare l'area di lavoro. Ad esempio, una società che produce parti per i motori aeronautici ha aumentato l'efficienza del recupero del calore dei rifiuti al 70%, il che consente alla società oltre 500.000 yuan all'anno in costi di gas naturale.
4. Controllo dopo l'elaborazione: ridurre gli inquinanti secondari e l'uso delle risorse
1. Tecnologia per il trattamento delle superfici verdi
La lucidatura meccanica può generare inquinamento della polvere metallica, tuttavia i metodi di contatto non - come la lucidatura elettrochimica e la lucidatura laser possono impedire queste preoccupazioni. Ad esempio, un'azienda che produce apparecchi di asta di combustibile nucleare utilizza la tecnologia di lucidatura laser per rendere la superficie più fluida a RA0,2 μ m. Ciò significa che non devono usare una soluzione di lucidatura chimica, che riduce i rifiuti pericolosi di 3 tonnellate all'anno.
2. Un sistema chiuso per la polvere di elaborazione
Il design è completamente chiuso per il carico di polvere, il riciclaggio, lo screening e altri processi. Ha elevati collezionisti di polvere di efficienza - (precisione di filtrazione inferiore o uguale a 0,3 μ m) che può mantenere le emissioni di polvere inferiori a 1 mg/m ³, che è molto più basso rispetto allo standard nazionale di 10 mg/m ³. Ad esempio, un metodo chiuso per rendere i serbatoi di accumulo di energia idrogeno taglia la quantità di nichel - polvere in lega a base di lega nell'aria del posto di lavoro del 98%, assicurandosi che i lavoratori rimangano in salute.
3. Una tecnica per il monitoraggio della qualità digitale
Possiamo tracciare l'impatto ambientale di ogni lotto di polvere di metallo durante tutto il suo ciclo di vita utilizzando la tecnologia blockchain per registrare la sua fonte, uso, tasso di recupero e altre informazioni. Ad esempio, un'impresa energetica ha impostato una piattaforma per parti stampate 3d - che mostra l'impronta di carbonio di ciascuna parte. I clienti possono scansionare i codici QR per ottenere informazioni sulle emissioni di carbonio delle materie prime e dei prodotti completati, che aiutano la catena di approvvigionamento a diventare più rispettosa dell'ambiente.
Come controllare l'impatto ambientale della stampa 3D in metallo nella produzione di apparecchiature energetiche?
Jul 30, 2025
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