標準生産方法の問題は、高{-パフォーマンス資料を簡単に使用できないことです。
鋳造、鍛造、機械加工などの従来の生産方法が高{-パフォーマンス素材を使用するのは困難です。鋳造技術は複雑な形状の部品を作ることができますが、凝固プロセス中にコンポーネントの分離、多孔性、収縮などの障害が発生しやすいです。これらの欠陥により、材料特性が不均一になり、多数の属性の正確な統合を取得することが難しくなります。鍛造テクノロジーは、金属をより強く、より困難にすることができますが、腐食に対して強く耐性が必要なもののように、それらを必要とする部分でこれらの特性の最良の組み合わせを取得することは困難です。機械的処理の主な焦点は、原材料の形状とサイズを変更することです。材料の特性を組み合わせることはあまり役に立たず、処理中に材料の元の特性を破壊する可能性があります。
メタル3Dプリントの背後にあるアイデアは、材料を組み合わせて一緒に機能するようにすることです。
添加剤の製造は、金属3D印刷の背後にあるアイデアです。互いに金属製成分の層を積み重ねることにより、3つの-次元オブジェクトを構築します。そのコアは、材料の分布方法とその微細構造の形成方法を正確に調節する能力であり、高{-パフォーマンス材料を組み合わせることができます。レーザーと電子ビームは、印刷プロセス中に層ごとに金属粉末またはワイヤ層を溶かして固化するために使用される高-エネルギービームの例です。各レイヤーが溶けて硬化する方法を正確に調整して、デザインのニーズを満たすことができます。レーザーパワー、スキャン速度、層の厚さなどの印刷設定を変更すると、金属材料の粒度、位相組成、微細構造が変化し、品質を改善できます。金属3D印刷は複合印刷を行うこともできます。つまり、金属コンポーネントとさまざまな品質を組み合わせて設計ニーズを満たし、他の材料でうまく機能するパフォーマンスを提供できます。
エネルギー機器で材料を使用する方法は、パフォーマンスのためにうまく機能する
パフォーマンス統合のための微細構造の最適化
エネルギー機器の多くの部品は、高温で実行し、クリープに対して強く耐性がある必要があります。冷却速度と固化条件を調節することにより、金属3Dプリンティングは金属の穀物のサイズを改善することができます。小さな穀物は、脱臼の動きを止め、材料をより強く硬くすることができます。同時に、迅速な固化は、分布したナノスケール沈殿物を含むいくつかのユニークな相構造の開発にも役立つ可能性があります。これらの沈殿した位相は、高温で安定している可能性があるため、材料はクリープに対してより耐性になります。たとえば、ガスタービン用にタービンブレードを作るとき、金属3D印刷技術は、ブレードを作るために使用される材料の微細構造を改善することができます。これにより、高温での忍び音に対して強くなり、耐性が高まり、ブレードが長持ちします。
Multi -マテリアルコンポジット印刷は、各素材から最高のパフォーマンスを備えています。
エネルギー機器の一部は、腐食に抵抗して電気を導入できるように、同時に複数のプロパティを使用する必要があります。メタル3Dプリントは、さまざまな素材を一緒に印刷することができ、設計のニーズに基づいて、金属コンポーネントとさまざまな品質を組み合わせた複合プリントを作成できます。たとえば、原子力エネルギー機器の一部は、放射線に抵抗し、熱を適切に行うことができる必要があります。 3D印刷により、放射線-耐性合金は、熱を適切に行う金属と組み合わせることができます。放射線-耐性材料は重要な領域で使用され、熱を順調に伝達する金属は、熱を取り除く必要がある領域で使用されます。これにより、両方のタイプの材料が協力してパフォーマンスを向上させます。このマルチ-材料複合印刷技術は、材料の選択に関して典型的な生産手順の限界を克服し、エネルギー機器要素の高-パフォーマンス統合のためのより多くのオプションを開きます。
機能的勾配材料印刷により、パフォーマンスの移行が可能になります。
エネルギー機器の一部のセクションでは、多様な作業状況とパフォーマンスのニーズを処理できる必要があります。金属3Dプリントは、機能的に段階的な材料を作成できます。つまり、材料の品質は部品内でスムーズに変化する可能性があります。たとえば、太陽熱発電では、収集チューブの内壁は熱をよく吸収できる必要がありますが、外壁はよく断熱できる必要があります。金属3D印刷技術により、設計ニーズを満たすために、金属材料の組成と微細構造をゆっくりと変化させることができます。これにより、熱収集チューブが熱を吸収から内側から断熱するように簡単に移動し、チューブの全体的な性能が向上します。
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