לרוב, טכנולוגיית הדפסת תלת-ממד מתכת מורכבת מתצהיר אנרגיה ישירה (כגון LENS הנדסת רשת של לייזר) והמסת מיטת אבקה (כגון המסת לייזר סלקטיבית SLM והמסת קרן אלקטרונים EBM). טכנולוגיית שקיעת אנרגיה ישירה כוללת ריסוס חוט מתכת או אבקה ישר על מצע, המסתו עם מקור חום והפקדתו לבניית מבנה תלת-ממדי; טכנולוגיית התכה של מיטת אבקה ממיסה באופן סלקטיבי שכבות אבקת מתכת באמצעות קרן אנרגיה גבוהה- (קרן לייזר או אלקטרונים); שכבה-אחר-שכבה יוצרת מוצק תלת-ממדי. בין היתרונות העיקריים של טכנולוגיה זו הם חופש עיצובי גדול, כושר ייצור גדול עבור מבנים קשים, קצב שימוש גבוה בחומרים ומחזור ייצור מהיר.
שיעורי ניצול נמוכים של חומרים נובעים מטכניקות עיבוד מתכות מסורתיות המייצרות לעתים קרובות הרבה פסולת וחומרי גרוטאות. יתרה מזאת, תוך שימוש במשאבים הנדרשים בלבד לבניית פריטים, טכנולוגיית הדפסת תלת-ממד מתכת משתמשת בטכניקת הערימה שכבה-לפי-, ולכן מורידה באופן דרסטי את בזבוז החומרים. לדוגמה, שיטות קונבנציונליות עשויות לדרוש יציקת תחילה את כל הריק, ולאחר מכן עיבוד מכני יסודי, ושיעור השימוש בחומרים עשוי להיות פחות מ-50% בעת ייצור רכיבי ציוד אנרגיה עם מבנים פנימיים מורכבים. בהתבסס על מודלים עיצוביים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת יכולה לייצר חלקים במדויק; יתר על כן, ניתן להעלות את שיעור השימוש בחומר כך שיגיע מעל 80%-90%. שימוש בהדפסת מתכת תלת מימדית יכול לעזור לחסוך הרבה הוצאות חומרי מתכת מדי שנה על ידי לקיחת כמה מפרקי צינור מורכבים בציוד כוח גרעיני בבחינה.
טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת יכולה לקצר את תהליכי הייצור וההרכבה של רכיבי ציוד אנרגיה. ייצור מסורתי אופייני דורש מספר תהליכים-ייצור תבניות, יציקה, פרזול, עיבוד מכני והרכבה-שכל אחד מהם דורש השקעת זמן, כוח אדם ומשאבים חומריים. על ידי שילוב של מספר רכיבים למכלול אחד, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד עשויה להשיג יציקה משולבת ולמזער את הצורך בטכניקות הרכבה ומחברים. עבור טורבינות רוח, למשל, ייצור להבים קונבנציונלי דורש רכיבים המיוצרים באופן עצמאי, כולל מעטפת הלהב, הקורה ולוחית הרשת ואז שילובם. הדפסה ישירה של להבים משולבים עם מבנים פנימיים מסובכים וצורות אופטימליות תוך שימוש בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית לא רק משפרת את ביצועי הלהבים אלא גם מייעלת את תהליך הייצור ומוזילה את עלויות הייצור.
שלושה כאן קיצצו בהוצאות ייצור ותחזוקה של ציוד.
טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית למתכת עשויה ליצור תעלות קירור מסובכות ומבנים פנימיים עבור רכיבי ציוד אנרגיה, וכך לשפר את ביצועי פיזור החום ואת האמינות של הציוד וכך להפחית את התרחשותם של כשלים בציוד. לדוגמה, להבי טורבינה מודפסים בתלת מימד- המשמשים בטורבינות גז יש עיצובים מרביים של ערוצי קירור שיכולים להוריד ביעילות את טמפרטורת הלהב, להאריך את חיי הלהב ולחסוך זמן השבתה של ציוד ועלויות תחזוקה הנובעות מנזק ללהבים.
תחזוקה של ציוד: טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת עשויה לייצר במהירות חלקי חילוף לרכיבים שבורים, לקצר את מחזורי התחזוקה ולהוזיל את הוצאות התחזוקה עבור תיקון ושיקום חלק מציוד אנרגיה מיושן. לדוגמה, לחלק מהציוד החשוב בכורי כוח גרעיני יש חיי שירות ארוכים יותר, ורכיבים עלולים לסבול מבלאי או קורוזיה. טכניקות תחזוקה קונבנציונליות עשויות לדרוש רכישת חלקים בחו"ל, אשר לא רק עולות יותר אלא גם בעלות זמן אספקה ארוך. הרכיבים הדרושים עשויים להיות מיוצרים במהירות- באתר, וניתן לשחזר את הציוד באופן מיידי לקדמותו באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית.
לצרכנים שונים יש צרכים שונים למפרט, ביצועים ועיצוב של ציוד אנרגיה; הביקוש של מגזר האנרגיה הוא רב ובלתי צפוי. ניתן לספק את דרישות הייצור המותאמות אישית של ציוד אנרגיה, ולהשיג ייצור על פי דרישה, עם טכנולוגיות הדפסה תלת מימדית מתכת. בהתבסס על בקשות צרכנים, חברות יכולות ליצור מוצרים בזמן אמת-, ולכן להימנע מצבר מלאי הנובע מייצור המוני ולהפחית את הוצאות המלאי. בתחום ייצור האנרגיה הסולארית, למשל, קריטריוני התכנון של סוגריים של פאנלים סולאריים משתנים בהתבסס על נסיבות משאבי האנרגיה הסולארית וסביבת ההתקנה בתחומים שונים. ניתן להתאים במהירות סוגריים מתאימים בהתאם לצרכים מסוימים על ידי שימוש בהדפסת מתכת תלת מימדית, ובכך להפחית את לחץ המלאי ותפיסת ההון. לקצץ בהוצאות מחקר ופיתוח ולקצר את המחזור באמצעות
פיתוח ציוד אנרגיה תלוי באופן קריטי ביצירת אב טיפוס מהיר. ייצור מהיר של אבות טיפוס של ציוד המתאפשר על ידי הדפסת מתכת תלת מימדית מסייע לצוות המו"פ לאמת ולשפר תכנון מיידי, ובכך להפחית את מחזור המו"פ. הפחתת התדירות של שינויים עוקבים וייצור ניסוי במהלך תהליך המו"פ מסייעת למזער את הוצאות המו"פ. לדוגמה, טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית יכולה ליצור במהירות אבות טיפוס של להבים עם תוכניות עיצוב שונות לבדיקת מנהרות רוח והערכת ביצועים, מה שמאפשר החלטה מהירה על תכנית העיצוב האידיאלית ומאיץ את זמן היציאה לשוק של טורבינות הרוח החדשות.
סוגי החומרים הנגישים כעת להדפסת תלת מימד מתכת מוגבלים במידה מסוימת, וחלקם אינם יכולים לספק לחלוטין את הצרכים של ציוד אנרגיה בתנאים תובעניים, כולל טמפרטורה גבוהה, לחץ גבוה וקורוזיה חמורה.
עלות הציוד ההוצאה הגדולה של ציוד ותחזוקה להדפסת תלת מימד מתכת מגבילה את השימוש הכללי שלו בתחום האנרגיה.
בקרת איכות: תהליכי בדיקת האיכות והבקרה המאתגרים בהדפסת תלת מימד מתכת עלולים להוביל לפגמים כמו נקבוביות וסדקים, הפוגעים באמינות ובביצועים של הרכיבים.
מפרטים סטנדרטיים: השימוש בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית במגזר האנרגיה חסר כיום תקנים ומפרטים עקביים, ובכך מייצר איכות מוצר לא שווה ויוצר בעיות מסוימות להסמכת המוצר ולשימושו.
תוכנית תגובה; מחקר ופיתוח חומרים: השקיעו יותר במחקר ובפיתוח של חומרי הדפסה תלת-ממדית של מתכת וכן בחומרים חדשים בעלי ביצועים- גבוהים המתאימים למגזר האנרגיה. שיטות כמו שינוי חומר וסגסוג עוזרות להעלות את החוזק, העמידות בפני קורוזיה ועמידותם-בטמפרטורה גבוהה של חומרים.
מושגים שיפור מתמיד של הטכנולוגיה של ציוד הדפסה תלת מימד ממתכת, שיפור מהירות ההדפסה, הדיוק ויעילות הייצור של הציוד, וכך הוזלת עלות הציוד מושגת. חזקו את התחזוקה והניהול של הציוד במקביל כדי להעלות את האמינות והיציבות שלו.
טכנולוגיה לבקרת איכות: שימוש בטכנולוגיות בדיקה-מתקדמות, כולל בדיקות -רנטגן, בדיקות אולטרסאונד וכו', צור מערכת בדיקה ובקרה איכות יסודית עבור הדפסת תלת מימד מתכת כדי לנטר ולהעריך באופן מתמיד את איכות הרכיבים במהלך תהליך ההדפסה.
קבוצות תעשיה, מכוני מחקר ועסקים צריכים להגביר את שיתוף הפעולה כדי ליצור במשותף תקנים ודרישות להדפסת תלת מימד של מתכות במגזר האנרגיה, כדי להבטיח איכות ובטיחות המוצר.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/ה-שילוב-של-alluminium-alloy-and-3d.html