Quali sono le applicazioni di componenti non strutturali della stampa 3D in metallo negli armadi di controllo elettrico?

1. Sistema di raffreddamento: dalla conduzione passiva al controllo termico attivo
Il modulo di alimentazione, il convertitore di frequenza e altre parti importanti nell'armadio di controllo elettrico creano molto calore quando lavorano. I dissipatori di calore del profilo in alluminio o i ventilatori per la convezione forzata sono modi comuni per sbarazzarsi del calore, ma hanno problemi tra cui non essere molto efficienti per sbarazzarsi del calore e prendere molta area. Utilizzando metodi di ottimizzazione della topologia, la tecnologia di stampa 3D in metallo può creare strutture reticolari biomimetiche (tali strutture a nido d'ape e gradiente a spirale) all'interno di parti di dissipazione del calore. Questo ti consente di controllare in modo molto preciso le rotte del flusso di calore.
Caso 1: substrato per alta dissipazione di calore inverter -
Una società impiega la tecnologia SLM (selettiva laser fusione) per rendere il calore - dissipando i substrati dalla lega di titanio. Il design del microcanale interno riduce la resistenza a flusso del liquido di raffreddamento del 40%. Allo stesso tempo, le proprietà di smorzamento della struttura reticolare diffondono l'energia di vibrazione all'interno del substrato, il che abbassa la concentrazione di stress termico generato dalle vibrazioni. Quando viene applicato un carico di 1000 W, i dati sperimentali rivelano che la temperatura superficiale del substrato diminuisce di 15 gradi rispetto ai substrati di alluminio standard. Il peso diminuisce anche del 30%, il che aumenta notevolmente la densità di potenza e la stabilità operativa del gabinetto di controllo.
SHIELD di raffreddamento per l'inverter nel caso 2
Negli inverter solari, il nichel stampato in metallo 3D - Deflettori di raffreddamento in lega a base di leghe creano complicate topologie del canale a flusso mediante ottimizzazione della topologia. Ciò rende gli inverter più leggeri il 25% e aumenta l'area per dissipare il calore a 1,8 volte quella dei progetti standard. Il coefficiente di radiazione termica aumenta del 20% dopo aver lucidato la superficie. Quando l'inverter viene utilizzato con un sistema di raffreddamento liquido, può funzionare continuamente e stabilmente a 55 gradi, con un tasso di guasto inferiore del 60%.
2. Proiezione elettromagnetica: passare dall'avvolgere le cose all'esterno per integrarle all'interno
L'interferenza elettromagnetica (EMI) può influenzare le parti sensibili negli armadi di controllo elettrico, come PLC e sensori. Gli involucri di metallo o i rivestimenti conduttivi sono utilizzati nei tradizionali metodi di schermatura, ma hanno problemi come essere pesanti, costosi e difficili da adattarsi a cavità complicate. La tecnologia di stampa 3D in metallo utilizza la stampa composita di materiale multi - per aggiungere una schermatura elettromagnetica a parti strutturali non -.
Caso 3: copertura di schermatura per un alimentatore ad alta frequenza -
Una certa azienda ha realizzato una copertura di schermatura in lega di cromo cobalto che utilizza la tecnologia SLM per la stampa integrata. L'aggiunta di nanoparticelle d'argento allo 0,5% al ​​materiale riduce la resistività superficiale a meno di 10 Ω · cm, che protegge dall'interferenza elettromagnetica nell'intervallo di frequenza da 100kHz a 1 GHz. Può assorbire oltre il 90% delle onde elettromagnetiche in arrivo grazie alla sua struttura reticolare interna. Ciò lo rende più leggero del 50% rispetto ai tipici schemi di schermatura della lamina di rame e non ha bisogno di passaggi di montaggio extra, il che riduce i tempi di produzione del 70%.
Caso 4: staffa del filtro per un gabinetto che controlla la comunicazione 5G
Poiché gli armadi di controllo della stazione base 5G hanno regole molto gravi sulla compatibilità elettromagnetica, la staffa del filtro in lega di tungsteno in metallo 3D è realizzata con materiali a gradiente. Vicino alla sorgente del segnale, sono utilizzate le leghe a base di conducibilità - conducibilità -, mentre in aree vulnerabili alle radiazioni, alte - Permeability Iron - Leghe di nichel sono usate per ridurre la forza delle onde elettromagnetiche. Il test rivela che la staffa può mantenere la perdita del segnale a meno di 0,2 dB e bloccare l'interferenza esterna a meno di -80dbm, che è ciò che le specifiche 3GPP dicono che dovrebbe fare.
3. Collegamento elettrico: da un'interfaccia standard a un'integrazione personalizzata
Poiché sono tutti basati su design standardizzati, le connessioni, i morsettieri e altre parti dei tradizionali armadi di controllo elettrico sono difficili da adattarsi a spazi a forma di - o quando ci sono molti fili. Stampando direttamente connettori elettrici, la tecnologia di stampa 3D in metallo può far sì che parti di collegamento e costruzioni di mobili si abbinino perfettamente.
Caso 5: connessioni di cablaggio del controller robot con molto spazio
Un'azienda ha prodotto un terminallo in lega di titanio per i controller di robot industriali che impiega la tecnologia SLM per stampare un array per pin con una precisione di 0,3 mm. Un singolo terminale può combinare 48 canali di trasmissione del segnale, che occupano il 60% in meno di spazio rispetto ai tipici blocchi di terminali. La sua struttura reticolare interna può assorbire l'energia di vibrazione e levigare i cambiamenti nella resistenza di contatto che si verificano quando le connessioni sono rilassate. I dati sperimentali dimostrano che la stabilità della resistenza di contatto è tre volte superiore rispetto alle soluzioni tradizionali quando l'accelerazione delle vibrazioni è inferiore a 10 g.
Caso 6: pista conduttiva per la ricarica pila per nuovi veicoli energetici
Le tracce conducenti in lega di alluminio stampate in metallo 3D generano un film di ossido spesso attraverso il trattamento di ossidazione superficiale. Possono resistere alla corrosione a spruzzo salino per più di 2000 ore. Questo è in risposta alla necessità di tracce conduttive resistenti a corrosione leggera e corrosione nelle stazioni di ricarica. L'interno ha una costruzione rinforzata a nido d'ape che la rende più leggera il 40% e gli dà una forza di piegatura di oltre 200 milioni, che soddisfa i requisiti meccanici per la ricarica delle pistole che devono essere messe e portate fuori spesso.
4. Integrazione funzionale: passare da una singola parte a un intero sistema
La tecnologia di stampa 3D in metallo ha suddiviso il vecchio modo di separare il "gruppo di elaborazione del design" nella produzione. Ora può combinare diverse funzioni, come la dissipazione del calore, la schermatura e la connessione, in un singolo componente strutturale non -. Questo sta spingendo armadi di controllo elettrico per diventare più "modulari e intelligenti".
Caso 7: modulo di raffreddamento intelligente per i mobili del server nei data center
Una società specifica ha realizzato un modulo di dissipazione di calore intelligente da una lega di rame -. Ha stampato una struttura composita che combina sensori di temperatura, tubi di calore e pinne di dissipazione del calore utilizzando la tecnologia SLM. I suoi microcanali integrati possono cambiare la portata del liquido di raffreddamento in tempo reale in base al feedback dei sensori, il che gli consente di gestire il calore in modo dinamico. I test hanno dimostrato che questo modulo può ridurre il valore PUE dei data center di 0,15 e risparmiare più di 100.000 kWh di elettricità all'anno rispetto ai metodi di raffreddamento standard.
Caso 8: una base leggera per gli armadi aerospaziali
Il telaio in lega di litio in magnesio stampato in metallo dell'armadio di controllo spaziale è uno - terzo il peso di un telaio in alluminio standard grazie all'ottimizzazione della topologia. Ha anche strati di schermatura elettromagnetica e canali di dissipazione del calore incorporati. Dopo essere stati trattati con un rafforzamento di shock laser sulla sua superficie, la sua vita a fatica aumenta a più di 10 cicli, il che è abbastanza buono per le veicoli spaziali che saranno in orbita per 15 anni.