従来の製造制限を突破し、製品設計の繰り返しを加速する
複雑な構造の直接成形
鋳造、鍛造、機械的処理などの従来のエネルギー機器の製造プロセスは、複雑な内部構造または不規則な外観を持つ製造コンポーネントにおける重大な課題に直面しています。鋳造プロセスは、複雑な内部空洞の形状とサイズを正確に制御することが困難であり、多孔性や収縮などの欠陥を起こしやすい。鍛造プロセスは、複雑な形状のコンポーネントを処理することが困難であり、材料利用率は低いです。機械的処理には、高い硬度と高い脆性材料の複雑な構造に直面すると、高い処理コストと効率が低くなります。
メタル3D印刷は、「離散スタッキング」の原理に基づいており、金型は必要ありません。コンピューター-支援設計（CAD）モデルに従って、層ごとに金属材料層を直接積み重ねることができ、複雑な幾何学的形状と内部構造の統合された成形を実現できます。航空機エンジンの燃焼室コンポーネントを例として、-温度環境でのパフォーマンスとサービス生活を改善するために、複雑な冷却チャネルを内部で設計する必要があります。このようなコンポーネントの従来の製造プロセスでは、処理の難易度とコストが高いだけでなく、冷却チャネルの形状とサイズを正確に制御することも困難になります。金属3Dプリントは、複雑な冷却チャネルの1つの-タイムモールディングを簡単に実現できます。チャネル直径や曲げ半径などのパラメーターの正確な制御、および非常に小さな範囲内のエラーは、設計からコンポーネントの製造までのタイムサイクルを大幅に短縮します。
迅速な設計検証と反復
迅速な設計反復は、エネルギー機器の開発プロセスにおいて重要です。従来の製造プロセスでは、製品を設計し、プロトタイプが製造するのに長い時間がかかることが多く、設計上の欠陥が発見されると、プロトタイプの再製造とテストのコストが高く、サイクルが長くなります。たとえば、新しい風力タービンブレードの開発では、プロトタイプブレードを作成する従来のプロセスには、カビの設計、製造、複数の処理が必要であり、プロセス全体に数か月かかる場合があります。
金属3D印刷技術は、デジタルデザインを物理的なプロトタイプに迅速に変換し、プロトタイプの製造サイクルを大幅に短縮できます。 R＆D担当者は、テスト結果に基づいて設計を迅速に最適化および変更し、検証のために新しいプロトタイプを再度印刷できます。この迅速な反復設計プロセスにより、R＆Dチームは最適な設計ソリューションを迅速に見つけて、繰り返し設計と製造によって引き起こされる遅延を減らします。複数の迅速な反復により、エネルギー機器の設計を継続的に改善し、そのパフォーマンスを向上させることができ、それにより、研究開発プロセス全体を加速し、製品をより速く市場に開始できるようになります。
サプライチェーンを簡素化し、配信サイクルを短縮します
コンポーネントとアセンブリプロセスの数を減らします
従来のエネルギー機器の製造には、通常、さまざまなサプライヤーによって生産されてから組み立てられた多数のコンポーネントが必要です。サプライチェーンの複雑さとコンポーネントのその他のリンクの輸送、ストレージ、およびその他のリンクにより、配信サイクルが増加します。さらに、コンポーネント間のアセンブリには、正確な調整と複雑なプロセスが必要であり、組み立てプロセス中に問題に簡単につながる可能性があり、生産の遅延が生じます。
金属3D印刷技術は、統合された製造を実現し、元々複数のコンポーネント全体の組み立てを必要としていた直接印刷構造を実現できます。たとえば、石油抽出装置用のポンプボディの製造では、従来のプロセスでは、ポンプボディの個々のコンポーネントを個別に製造してから組み立てる必要があります。メタル3Dプリントは、完全なポンプボディを一度に印刷し、コンポーネントとアセンブリプロセスの数を減らし、アセンブリの問題によって引き起こされる生産遅延のリスクを減らし、サプライチェーン管理の簡素化、配信サイクルの短縮を減らすことができます。
ローカライズされた生産と迅速な対応
従来のエネルギー機器の製造は、多くの場合、大規模な-規模の集中型の生産工場に依存しており、製品は工場から世界中の顧客に輸送され、輸送時間とコストが高くなる必要があります。さらに、顧客が緊急のニーズを持っているか、カスタマイズされた生産を必要としている場合、従来の製造モデルは迅速に対応することが困難です。
金属3D印刷機器は、携帯性と柔軟性が高いため、顧客の近くに印刷センターを設置して、ローカライズされた生産を実現できます。顧客が緊急の注文またはカスタマイズされたニーズを要求すると、印刷センターは長い-距離輸送なしで生産を迅速に開始でき、配送時間を大幅に短縮できます。たとえば、一部のリモートオイルおよびガス田では、機器の誤動作と部品の緊急交換が必要な場合、金属3D印刷技術は、必要な部品を局所的に迅速に製造し、機器の通常の動作をタイムリーに回復し、部品輸送を待つことで長いダウンタイムを回避できます。
生産効率と品質の安定性を改善します
並列生産と自動製造
金属3Dプリントテクノロジーは、並行生産、つまり複数の同一または異なるコンポーネントを同時に印刷することができます。従来のシングルピースの生産または組立ラインの生産と比較して、並行生産により生産効率が大幅に向上します。さらに、金属3D印刷プロセスは、コンピュータープログラムを通じて正確に制御し、自動化された製造を実現し、人間の干渉を減らし、生産の一貫性と品質の安定性を改善できます。太陽熱発電システム用の製造コレクターコンポーネント、複数のコレクターコンポーネントの並行印刷と、自動制御システムを使用した実際の-印刷プロセスの調整と調整により、各コンポーネントの品質が要件を満たし、生産時間全体を短縮することができます。
材料の利用を最適化し、無駄を減らします
従来の製造プロセスは、鋳造中の金属製の水しぶきや縮小廃棄物、機械的加工中の廃棄物の削減など、生産プロセス中に大量の廃棄物を生成します。これらの廃棄物の処理は、コストを増加させるだけでなく、エネルギーと資源も浪費します。 Metal 3D Printingは、添加剤の製造を使用して、必要な場所でのみ金属材料をスタックし、ほぼゼロ廃棄物の製造を達成します。小さなエネルギーデバイス用の主要なコンポーネントの製造を例にとると、従来のプロセスでは、最終部品の重量の数倍の原材料の消費が必要になる場合がありますが、金属3Dプリントは、材料の消費量を部品の実際の重量に近づけ、材料の利用を改善し、生産コストを削減し、生産サイクルを短縮して生産サイクルを短縮することができます。
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