طباعة مكونات الطاقة ثلاثية الأبعاد: سبائك فائقة، نحاس و DED
يجب مراجعة طباعة مكونات الطاقة ثلاثية الأبعاد بناءً على وظيفة القطعة أولاً. إن المبادل الحراري، وقضيب التوصيل النحاسي، وحامل قسم الساخن من السبائك الفائقة، والإدراج الحراري، وتجهيز مرتبط بالتوربينات، وقطعة العمل الإصلاحية بتقنية الترسيب بالطاقة الموجهة (DED) لا تشترك في نفس منطق التسعير. يحتاج المشتري إلى تحديد متطلبات درجة الحرارة، والضغط، والتوصيلية، والتآكل، والإجهاد، والتسرب، والفحص قبل اختيار مسار التصنيع.
تفصل Neway طلبات عروض الأسعار (RFQs) الخاصة بالطاقة إلى عائلات مواد-عمليات: أجزاء السبائك الفائقة المصنعة على سرير المسحوق للحرارة والتآكل، وتصنيع المعادن بالنحاس لسبائك النحاس للوظيفة الحرارية أو الكهربائية، وترسيب الطاقة الموجهة للقطع الخام شبه النهائية الكبيرة أو الأعمال المتعلقة بالإصلاح. يغير المسار حجم البناء، مخزون التشغيل الآلي، المعالجة الحرارية، حالة السطح، أدلة الفحص، وحدود القبول.
هذه المقالة مخصصة للمشترين الذين يعدون طلب عرض أسعار (RFQ) لأجزاء الطاقة والكهرباء حيث قد تقلل التصنيع بالإضافة (AM) من الأدوات، أو تنشئ تبريدًا داخليًا، أو تحسن التخطيط الحراري، أو تصلح معدات عالية القيمة. لا تفترض أن كل جزء طاقة يجب طباعته. قد تنتمي الألواح البسيطة، وقضبان التوصيل بدون ميزات معقدة، والتجهيزات المشغولة تقليديًا إلى عمليات CNC، التشكيل، اللحام، أو الصب.
يبدأ تصنيع المعادن بالإضافة (AM) لقطاع الطاقة بنمط الفشل
السؤال الأول هو ما هو الفشل الذي يجب تجنبه في القطعة. قد يفشل المبادل الحراري بسبب التسرب، الانسداد، فقدان الضغط، الإجهاد الحراري، التآكل، أو احتباس المسحوق في القنوات. قد يفشل قضيب التوصيل النحاسي بسبب ارتفاع المقاومة، تسخين الواجهة، استواء ضعيف، أو عدم توافق الطلاء. قد يفشل مكون السبائك الفائقة للقسم الساخن بسبب الزحف، الأكسدة، الدورات الحرارية، أو حالة السطح الحساسة للإجهاد. قد يفشل إصلاح DED بسبب جودة الرابطة الضعيفة، التشوه، عدم تطابق التشغيل الآلي، أو معايير قبول غير واضحة.
يجب أن يوضح الرسم ما إذا كانت القطعة تعمل تحت ضغط، تحمل تيارًا، تنقل حرارة، تتعرض لغاز الاحتراق، تدعم معدات دوارة، أو تعمل فقط كتجهيز. يؤثر هذا التمييز على اختيار المادة، اتجاه البناء، المعالجة اللاحقة، والفحص. قد يحتاج الإدراج الحراري الذي ينقل الحرارة فقط إلى مراجعة مختلفة عن المبادل المحتوي على ضغط أو تجهيز مرتبط بالتوربينات.
بالنسبة لطلبات عروض الأسعار (RFQs) الخاصة بالطاقة والكهرباء**، تراجع Neway ما إذا كان التصنيع بالإضافة (AM) يضيف قيمة وظيفية: قنوات تبريد داخلية، ممرات متوافقة الشكل، مشعبات متكاملة، مسارات حرارية نحاسية، لحامات μειωμένη، أو إصلاح معدات شبه نهائية باهظة الثمن. إذا لم يضف التصنيع بالإضافة (AM) ميزة تصنيعية أو وظيفية قابلة للقياس، فيجب تقديم عرض سعر لمسار آخر.
نوع مكون الطاقة | قيمة AM للتحقق منها | المخاطر الرئيسية لتحديدها | الأدلة المطلوبة قبل القبول |
|---|---|---|---|
مبادل حراري أو جزء قناة تبريد | ممرات داخلية، مسار تدفق مضغوط، وتقليل وصلات التجميع. | إزالة المسحوق، التسرب، حدود الضغط، وفحص القناة. | متطلب الضغط أو التسرب، أدلة تتعلق بالأشعة المقطعية (CT) أو التدفق، وإمكانية الوصول للتنظيف. |
قضيب توصيل نحاسي أو إدراج موصل | مسار حراري أو كهربائي متكامل مع الهندسة. | توقعات التوصيلية، استواء التلامس، معالجة السطح، وطريقة الوصل. | متطلب التوصيلية، أوجه التلامس المشغولة، ملاحظة الطلاء، وخطة الفحص. |
معدات القسم الساخن من السبائك الفائقة | هندسة سبائك عالية الحرارة بدون أدوات للأجزاء منخفضة الحجم. | التعرض للحرارة، الأكسدة، أسطح الإجهاد، وتسلسل المعالجة اللاحقة. | درجة المادة، المعالجة الحرارية، الحاجة إلى HIP، الواجهات المشغولة، وسجلات الفحص. |
إصلاح DED أو قطعة خام شبه نهائية كبيرة | إضافة مادة إلى المناطق البالية أو الأشكال الكبيرة دون تشغيل آلي كامل من السبيكة. | التشوه، التخفيف، منطقة الرابطة، مخزون التشغيل الآلي، وقبول الإصلاح. | خريطة الإصلاح، المادة الأساسية، خطة التشغيل الآلي النهائي، والفحص غير الإتلافي. |
أجزاء السبائك الفائقة تحتاج إلى حدود حرارية وسطحية
عادة ما تتم مراجعة طباعة السبائك الفائقة ثلاثية الأبعاد لحوامل القسم الساخن، والمعدات المتعلقة بالاحتراق، والتجهيزات المرتبطة بالتوربينات، والدروع الحرارية، والمشعبات، والأجزاء المعرضة لدرجات حرارة عالية أو تآكل. يمكن النظر في Inconel 718، Hastelloy X، وسبائك ذات صلة اعتمادًا على متطلبات درجة الحرارة، التآكل، القوة، والمعالجة اللاحقة.
يجب وصف التعرض للحرارة بوضوح. يختلف المكون القريب من burner، أو مسار التوربين، أو تيار العادم، أو بيئة الدورات الحرارية عن التجهيز الثابت عالي الحرارة. يجب على المشتري تحديد ما إذا كان الإجهاد، الأكسدة، المراجعة المتعلقة بالزحف، أو حالة السطح هي الشاغل المحدد. لا ينبغي لـ Neway افتراض أن الجزء مناسب تلقائيًا للخدمة الحرجة بدون رسم، مواصفة، تأهيل، ومراجعة هندسية.
قد تغير عملية HIP، المعالجة الحرارية، تشطيب السطح، وتشغيل CNC كلاً من التكلفة ومسار التسليم. يجب تشغيل وجه الختم، واجهة الربط بالمسامير، مقعد العمود، أو لوحة المرجع بعد الخطوات الحرارية التي يمكن أن تحرك الجزء. إذا كان طلاء حاجز حراري متوقعًا، فيجب تضمين واجهة الطلاء، تحضير السطح، التنميق، والفحص قبل إصدار أمر الشراء (PO).
أجزاء الطاقة النحاسية تتعلق بالتوصيلية والواجهات
تتم مراجعة طباعة سبائك النحاس ثلاثية الأبعاد بشكل مختلف عن طباعة السبائك الفائقة. غالبًا ما يوجد الجزء النحاسي لنقل الحرارة أو التيار. تحتاج إدراجات المبادلات الحرارية، الإدراجات الموصلة، قضبان التوصيل ذات التوجيه المعقد، مشتتات الحرارة، وميزات التبريد المضغوطة إلى ملاحظات في طلب عرض السعر (RFQ) حول توقعات التوصيلية، أسطح التلامس، والمعالجة اللاحقة.
لا يتم إثبات التوصيلية بكلمة "نحاس" فقط. يمكن أن يؤثر اختيار السبيكة، الكثافة، المعالجة الحرارية، حالة السطح، الطلاء، الأكسدة، وضغط التلامس جميعها على الوظيفة المقدمة. إذا كان الجزء يتصل بكابل، لوح تبريد، وحدة طاقة، أو تجهيز حراري، يجب أن يحدد الرسم أوجه التلامس التي تحتاج إلى تشغيل آلي أو معالجة سطحية.
قد يكون من الأفضل صنع قضبان التوصيل أو الألواح المسطحة البسيطة mediante عمليات النحاس التقليدية. يصبح التصنيع بالإضافة (AM) أكثر ملاءمة عندما يتضمن الجزء تبريدًا داخليًا، ممرات سوائل مضغوطة، تركيبًا متكاملًا، تقليل الوزن، أو هندسة تقلل من التجميع. يجب على المشترين فصل الوظيفة الكهربائية، الوظيفة الحرارية، والوظيفة الهيكلية في طلب عرض السعر (RFQ) حتى لا يعامل العرض التسعيري جميع الأسطح بالتساوي.
DED و WAAM تناسب القطع الخام الكبيرة ومنطق الإصلاح
ينتمي ترسيب الطاقة الموجهة، بما في ذلك مسارات DED و WAAM، إلى نقاش شراء مختلف عن الطباعة على سرير المسحوق. يمكنه دعم قطع خام شبه نهائية كبيرة، إضافة مادة محلية، تراكم المناطق البالية، وهندسة متعلقة بالإصلاح. لا يتم اختياره عادةً للقنوات الداخلية الدقيقة أو الميزات الصغيرة عالية الدقة.
يجب على مشترين DED تحديد المادة الأساسية، المادة المضافة، منطقة التراكم، بدل التشغيل الآلي، خطر التشوه، ومتطلبات القبول. قد يحتاج تجهيز كبير مرتبط بالتوربينات، قطعة خام لمكون مضخة، إصلاح جسم صمام، أو إدراج أداة طاقة إلى تخفيف الإجهاد، تشغيل آلي أولي، تشغيل آلي نهائي، وفحص غير إتلافي. يجب أن يوضح عرض السعر أين ينتهي حد AM وأين يبدأ التشغيل الآلي التقليدي.
يتطلب عمل الإصلاح حذرًا إضافيًا. يمكن لـ Neway مراجعة دعم التصنيع لإضافة المادة ومسارات التشغيل الآلي، ولكن يجب على العميل أو مالك الأصول تحديد قبول الإصلاح، مخاطر التشغيل، وأي مواصفة حاكمة. لا ينبغي التعامل مع الإصلاح كطلب عرض سعر (RFQ) لجزء جديد إلا إذا كانت الحالة الأساسية، خريطة الضرر، وطريقة القبول معروفة.
مسار الشراء | أفضل استخدام للطاقة | محرك التكلفة | المعلومات المفقودة من طلبات عروض الأسعار (RFQs) الضعيفة |
|---|---|---|---|
AM لسبائك فائقة على سرير المسحوق | أجزاء قسم ساخن مضغوطة، مشعبات، تجهيزات حرارية، وحوامل معقدة. | اتجاه البناء، الدعم، HIP أو المعالجة الحرارية، تشطيب CNC، والفحص. | التعرض لدرجة الحرارة، قلق الإجهاد، الأسطح المشغولة، ودرجة المادة. |
AM لسبائك النحاس | إدراجات موصلة، مشتتات حرارة، ميزات تبريد، وهندسة مضغوطة لقضبان التوصيل. | مسار المادة، توقعات التوصيلية، تشطيب أوجه التلامس، والاختبار. | الهدف الكهربائي أو الحراري، تصميم التلامس، الطلاء، وطريقة الوصل. |
DED أو WAAM | قطع خام شبه نهائية كبيرة، تراكم محلي، أدوات الطاقة، وأعمال متعلقة بالإصلاح. | حجم الترسيب، التحكم في التشوه، التشغيل الآلي الأولي، التشغيل الآلي النهائي، و NDT. | المادة الأساسية، خريطة الإصلاح، بدل المخزون، ومعايير القبول. |
الضغط، التسرب والميزات الداخلية تحتاج إلى اتفاق مبكر
غالبًا ما تتضمن أجزاء الطاقة متطلبات ضغط أو تسرب. يجب مراجعة المبادل الحراري المطبوع، المشعب، أو قناة التبريد لاستمرارية الجدار، إزالة المسحوق، إمكانية الوصول للتنظيف، وطريقة الفحص. إذا توقع المشتري اختبار الضغط، اختبار التسرب، الأشعة المقطعية (CT)، التقطيع، أو التحقق من التدفق، فيجب أن يكون ذلك في طلب عرض السعر (RFQ) بدلاً من إضافته بعد البناء.
تتطلب القنوات الداخلية اهتمامًا خاصًا. لا يمكن للفحص البصري العادي تأكيد وجود ممر مغلق. لا يمكن لـ CMM قياس الهندسة الداخلية المخفية. قد تتم مراجعة الأشعة المقطعية (CT)، ولكن يجب تحديد معايير القبول من قبل المشتري. إذا كان المسحوق المحبوس، المنعطفات الضيقة، أو القنوات العمياء تخلق خطرًا، فقد تحتاج الهندسة إلى ثقوب تصريف، وصول أكبر للتنظيف، أو مسار مختلف.
التآكل وتوافق السوائل مهمان أيضًا. إن الإدراج النحاسي المبرد بالماء، المشعب المتعلق بالوقود، التجهيز للغاز الساخن، ومكون العملية المسببة للتآكل لها متطلبات مختلفة للمادة والسطح. يجب ربط اختيار المادة ببيئة التشغيل، وليس فقط باسم الجزء.
حزمة طلب عرض السعر (RFQ) لتصنيع مكونات الطاقة بالإضافة (AM)
للحصول على عرض سعر لطباعة مكونات الطاقة ثلاثية الأبعاد، أرسل ملف STEP، الرسم ثنائي الأبعاد (2D)، درجة المادة أو السبيكة المرشحة، الكمية، درجة حرارة التشغيل، متطلب الضغط أو التسرب، بيئة السائل أو الغاز، الهدف الكهربائي أو الحراري، قلق الإجهاد، الأسطح الحرجة، الواجهات المشغولة، توقعات المعالجة اللاحقة، سجلات الفحص، وما إذا كان الجزء نموذجًا أوليًا، بديلاً، إصلاحًا، أو عنصر إنتاج منخفض الحجم متكرر.
إذا كان الجزء من سبائك فائقة، حدد التعرض للحرارة، المعالجة الحرارية، توقعات HIP، احتياجات الطلاء، ونقاط المرجع المشغولة. إذا كان نحاسًا، حدد التوصيلية، أوجه التلامس، الطلاء أو الطلاء الكهربائي، وطريقة الوصل. إذا كان DED أو WAAM، قدم المادة الأساسية، منطقة التراكم، نموذج التشغيل الآلي النهائي، بدل المخزون، ومتطلب قبول الإصلاح. يكون عرض السعر أكثر موثوقية عندما يفصل المشتري بين مخاطر التشغيل والهندسة وحدها.
بالنسبة لمعدات الطاقة الساخنة، يمكن للمشترين أيضًا مراجعة مناقشة Newage لـ Hastelloy X الخاصة بتطبيقات الاحتراق، الفضاء، والطاقة**. لا يزال المسار النهائي يعتمد على الرسم الحالي والمواصفة.
الأسئلة الشائعة ذات الصلة
