一. Prozessoptimierung: Reduzierung der Ressourcennutzung und Emissionen an der Quelle
1. genaue Kontrolle der additiven Fertigung
Metall 3D -Druck verwendet eine additive Fertigungsmethode, die als "Schicht -für -Schicht -Stapelung" bezeichnet wird und die Materialabfälle im Vergleich zu klassischen subtraktiven Methoden wie Schneiden und Schleifen um 60% bis 90% verringern kann. Zum Beispiel ist die Rohstoffnutzungsrate von Titanlegierungs -Kernreaktor -Trägern bei der Herstellung von Kernenergieausrüstungen von 35% in herkömmlichen Prozessen auf 92% gestiegen, indem der Druckpfad und die Parameter der Schichtdicke optimiert werden. Dies hat die Menge des verwendeten Metallpulvers stark reduziert. Die SLM -Technologie (Selektive Laser Melting) kann auch direkte interne Strukturen formen, wie die Kühlkanäle für Gasturbinenblätter, die in das Design eingebaut sind. Dies vermeidet die Notwendigkeit eines Multi - -Komponentenschweißen, das mehr Energie verbraucht und mehr Kohlendioxid freigibt.
2. Design, das leicht und optimiert für die Topologie ist
Energieausrüstung reagiert empfindlich gegenüber Gewicht, sodass die Dinge leichter werden können, um sie viel energieeffizienter zu machen. Die Topologieoptimierung - basierte biomimetische Strukturdesign ist mit Metall 3D -Druck möglich. Zum Beispiel erzeugen Algorithmen Gitterstrukturen in Windturbinengetriebe, die das Gewicht um 40% senken, während die Festigkeit und die Verwendung weniger Rohstoffe beibehalten. Dieses Design verbraucht nicht nur weniger Energie, wenn die Ausrüstung ausgeführt wird, sondern dauert auch länger, was weniger Ressourcenextraktion und Abfallerzeugung bedeutet.
3. Änderungsprozessparameter im laufenden Fliegen ändern
Die Laserleistung, die Scangeschwindigkeit, die Schichtdicke und andere Einstellungen während des Druckprozesses haben einen direkten Einfluss darauf, wie viel Energie genutzt wird und wie gut das Ergebnis ist. Beispielsweise kann die Druckzeit großer Energiegeräte wie Solar -Kollektorklammern durch die Einführung von Multi - Laser -Collaborative -Scan -Technologie in zwei Hälften gesetzt werden. Gleichzeitig hört es zu einer Überhitzung der Oxidation und der Verschwendung von Energie zu, wenn die Temperatur des Schmelzpools in Echtzeit im Auge behalten und den Laserenergieeingang verändert.
2. Materialrecycling: Einrichten eines Recyclingsystems für geschlossene Schleifen
1. Metallpulver wiederverwenden und recyceln
Metall -3D -Druck kann 30% bis 50% des nicht melten Pulvers hinter sich lassen, was viel Abfall ist, wenn es weggeworfen wird. Ein abgestufter Recyclingsystem kann auf der Grundlage ihrer Partikelgröße sortieren und verarbeiten. Beispielsweise können Pulver mit einer Partikelgröße von mehr als 45 μm sofort zum Drucken verwendet werden, während Pulver mit einer Partikelgröße von weniger als 20 μm nach dem Sphäroidisierten wiederverwendet werden können. Der Rest des Pulvers kann in Rohstoffe für Legierungen verwandelt werden. Durch das Recycling von Nickel - -basiertem Alloy -Pulver konnte ein bestimmter Energy Equipment Maker die Materialpreise um 35% senken und den Metallabbau um 90% benötigt.
2. alte Ausrüstung wieder aufbauen
Der Ansatz "Reverse Engineering+Additive Repair" des Metall -3D -Drucks kann verwendet werden, um die alte Energieausrüstung erneut neu zu machen. Beispielsweise verwendete ein Kernkraftwerk 3D -Scanning, um ein dreidimensionales Modell des Dampfgenerator -Wärmeübertragungsrohrs zu erhalten, und verwendete dann die Laser -Cladding -Technologie, um korrodierte Teile zu reparieren. Die reparierten Geräte dauerten noch 10 Jahre, was Ressourcen sparte und den Abfall vermieden hätte, der durch das Ersetzen von allem entstanden wäre.
3.. Stützmaterialien machen, die natürlich zusammenbrechen
Wenn Sie Metallstützstrukturen aus dem herkömmlichen Metall -3D -Druck entfernen, wird viel Abfall erzeugt. Polylinsäureverbundwerkstoffe sind ein Beispiel für ein neues biologisch abbaubares Stützmaterial, das nach dem Drucken unter Verwendung der enzymatischen Hydrolyse oder Pyrolyse entfernt werden kann. Das übrig gebliebene Material kann dann kompostiert werden, was es viel einfacher macht, loszuwerden.
3. Energiemanagement: Produktionsprozesse verbrauchen weniger Energie
1. durch saubere Energie angetrieben
Metall -3D -Druckmaschinen verbrauchen viel Energie, aber stattdessen können die CO2 -Emissionen um Sonnen- und Windkraft eingesetzt werden. Beispielsweise legte ein Hersteller von Solaranlagen Photovoltaik -Paneele auf das Dach der Druckeinrichtung. Dies erfüllte 60% der elektrischen Bedürfnisse des Workshops und senkte die Kohlendioxidemissionen um 120 Tonnen pro Jahr.
2. Smart Energy Monitoring System
IoT -Sensoren können verwendet werden, um den Energieverbrauch, die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und andere Gerätefaktoren in Echtzeit zu überwachen. Auf diese Weise können Sie die Einstellungen von Klimaanlagen und Luftentfeuchter im laufenden Fliegen ändern. Beispielsweise hat ein ausgeklügeltes Temperaturmanagementsystem dank einer Windkraftanlage -Getriebeproduktionslinie den Energieverbrauch in der Druckfabrik um 25% gesenkt. Dies hat auch verhindern, dass die Materialien aufgrund der hohen Temperaturen schlechter werden.
3.. Entfernen und Verwendung von Müllhitze
Ein Wärmetauscher kann die Abwärme aus dem Laserschmelzprozess zurückbekommen und sie mitheizen oder den Arbeitsbereich erwärmen. Zum Beispiel hat ein Unternehmen, das Teile für Luftfahrtmotoren herstellt, seine Effizienz der Abfallwärmeerholung auf 70%erhöht, was dem Unternehmen mehr als 500.000 Yuan pro Jahr an Erdgaskosten spart.
4. Kontrolle nach der Verarbeitung: Reduzieren Sie sekundäre Schadstoffe und Ressourcenverwendung
1. Technologie zur Behandlung von grünen Oberflächen
Das mechanische Polieren kann Metallstaubverschmutzung erzeugen, aber nicht {- Kontaktmethoden wie elektrochemisches Polieren und Laserpolieren können diese Bedenken verhindern. Beispielsweise nutzt ein Unternehmen, das Kernbrennstoffstangenvorrichtungen herstellt, Laserpoliertechnologie, um die Oberfläche auf Ra0,2 μm glatter zu machen. Dies bedeutet, dass sie keine chemische Polierlösung verwenden müssen, die gefährliche Abfälle um 3 Tonnen pro Jahr senkt.
2. Ein geschlossenes System zur Verarbeitung von Pulver
Das Design ist vollständig für Pulverbeladung, Recycling, Screening und andere Prozesse eingeschlossen. Es hat einen hohen - Effizienzstaubsammler (Filtrationsgenauigkeit weniger als 0,3 & mgr; m), die die Staubemissionen unter 1 mg/m ³ halten können, was viel niedriger ist als der nationale Standard von 10 mg/m ³. Beispielsweise senkt eine geschlossene Methode zur Herstellung von Wasserstoffenergie -Lagertanks die Menge an Nickel - -basierten Leichtmetallstaub in der Arbeitsplatzluft um 98%und achten Sie darauf, dass die Arbeiter gesund bleiben.
3.. Eine Technik zur Verfolgung der digitalen Qualität
Wir können die Umwelteinflüsse jeder Charge Metallpulver während des gesamten Lebenszyklus verfolgen, indem wir die Blockchain -Technologie verwenden, um seine Quelle, Verwendung, Wiederherstellungsrate und andere Informationen aufzuzeichnen. Zum Beispiel hat eine Energiefirma eine Plattform für 3D - gedruckte Teile eingerichtet, die den CO2 -Fußabdruck jedes Teils anzeigt. Kunden können QR -Codes scannen, um Informationen über die Kohlenstoffemissionen von Rohstoffen und abgeschlossenen Produkten zu erhalten, wodurch die Lieferkette umweltfreundlicher wird.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - Druck/Rapid - Prototyping - of-Titaniums.html