Quais são as aplicações de componentes não estruturais da impressão 3D de metal em armários de controle elétrico?

1. Sistema de resfriamento: da condução passiva ao controle térmico ativo
O módulo de potência, o conversor de frequência e outras partes importantes no gabinete de controle elétrico criam muito calor quando estão trabalhando. Os dissipadores de calor do perfil de alumínio ou os ventiladores para convecção forçada são maneiras comuns de se livrar do calor, mas eles têm problemas, incluindo não serem muito eficientes em se livrar do calor e a ocupação de muita área. Usando métodos de otimização de topologia, a tecnologia de impressão 3D de metal pode fazer estruturas biomiméticas de treliça (tal favo de mel e estruturas de gradiente em espiral) nas peças de dissipação de calor. Isso permite controlar as rotas de fluxo de calor com muita precisão.
Caso 1: substrato para alto - Dissipação de calor do inversor de potência
Uma empresa emprega a tecnologia SLM (fusão a laser seletiva) para fazer calor - dissipando substratos a partir da liga de titânio. O design do microcanal interior reduz a resistência ao fluxo do líquido de arrefecimento em 40%. Ao mesmo tempo, as propriedades de amortecimento da estrutura da rede espalham energia de vibração dentro do substrato, o que reduz a concentração de tensão térmica gerada pela vibração. Quando uma carga de 1000W é aplicada, os dados experimentais revelam que a temperatura da superfície do substrato cai em 15 graus em comparação com os substratos padrão de alumínio. O peso também cai em 30%, o que aumenta muito a densidade de potência e a estabilidade operacional do gabinete de controle.
Escudo de resfriamento para o inversor no caso 2
Em inversores solares, o níquel impresso em metal 3D - defletores de resfriamento de liga baseados em base criam topologias complicadas de canal de fluxo por otimização da topologia. Isso torna os inversores 25% mais leves e aumenta a área para dissipar o calor para 1,8 vezes o dos projetos padrão. O coeficiente de radiação térmica aumenta 20% após o polimento da superfície. Quando o inversor é usado com um sistema de resfriamento líquido, ele pode funcionar de forma contínua e estável a 55 graus, com uma taxa de falha 60% menor.
2. Escudo eletromagnético: Passar de encerrar as coisas do lado de fora para integrá -las no interior
A interferência eletromagnética (EMI) pode afetar peças sensíveis em armários de controle elétrico, como PLCs e sensores. Casas de metal ou revestimentos condutores são usados ​​nos métodos tradicionais de blindagem, mas têm problemas como serem pesados, caros e difíceis de se encaixar em cavidades complicadas. A tecnologia de impressão 3D metal usa a impressão composta de material multi - para adicionar blindagem eletromagnética a peças estruturais não -.
Caso 3: cobertura de blindagem para uma fonte de alimentação de comutação de frequência alta -
Uma certa empresa criou uma cobertura de blindagem de liga de cromo cobalto que usa a tecnologia SLM para impressão integrada. A adição de nanopartículas de prata a 0,5% ao material diminui a resistividade da superfície para menos de 10 Ω · cm, que protege contra interferência eletromagnética na faixa de frequência de 100kHz a 1 GHz. Pode absorver mais de 90% das ondas eletromagnéticas de entrada, graças à sua estrutura de treliça interna. Isso o torna 50% mais leve que os esquemas típicos de blindagem de folha de cobre e não precisa de etapas de montagem extras, o que reduz os tempos de produção em 70%.
Caso 4: Suporte de filtro para um gabinete que controla a comunicação 5G
Como os armários de controle da estação base 5G têm regras muito graves sobre compatibilidade eletromagnética, o suporte de filtro de liga de tungstênio impressa em metal 3D é feito com materiais gradientes. Perto da fonte de sinal, é utilizado o cobre de condutividade - - --, enquanto em áreas vulneráveis ​​à radiação, altas - permeabilidade ferro - liga de níquel são usadas para reduzir a força de ondas eleitoréticas. O teste revela que o suporte pode manter a perda de sinal para menos de 0,2dB e bloquear a interferência externa a menos de -80dbm, que é o que as especificações do 3GPP dizem que deve fazer.
3. Conexão elétrica: de uma interface padrão para uma integração personalizada
Porque todos são baseados em projetos padronizados, conexões, blocos de terminais e outras partes dos armários de controle elétrico tradicionais são difíceis de se encaixar em espaços em forma -} ou quando há muitos fios. Ao imprimir diretamente os conectores elétricos, a tecnologia de impressão 3D de metal pode fazer com que peças de conexão e construções de gabinete se encaixem perfeitamente.
Caso 5: conexões de fiação do controlador de robô com muito espaço
Uma empresa produziu um bloco de terminal de liga de titânio para controladores de robôs industriais que emprega a tecnologia SLM para imprimir uma matriz de pinos com uma precisão de 0,3 mm. Um único terminal pode combinar 48 canais de transmissão de sinal, que ocupa 60% menos espaço do que os blocos terminais típicos. Sua estrutura de rede interior pode absorver a energia de vibração e suavizar as mudanças na resistência ao contato que acontecem quando as conexões estão frouxas. Os dados experimentais demonstram que a estabilidade da resistência ao contato é três vezes maior que as soluções tradicionais quando a aceleração da vibração é menor que 10g.
Caso 6: pista condutiva para cobrança de pilha para novos veículos energéticos
As faixas de condução de liga de alumínio impressas em metal 3D geram um filme de óxido espesso através do tratamento de oxidação da superfície. Eles podem resistir à corrosão por spray de sal por mais de 2000 horas. Isso está em resposta à necessidade de faixas condutivas resistentes e corrosão -- em estações de carregamento. O interior possui uma construção reforçada com favo de mel que o torna 40% mais leve e oferece uma força de flexão de mais de 200MPa, que atende aos requisitos mecânicos para cobrar armas que precisam ser colocadas e retiradas com frequência.
4. Integração funcional: passando de uma única parte para um sistema inteiro
A tecnologia de impressão 3D de metal quebrou a antiga maneira de separar a "montagem de processamento de design" na fabricação. Agora ele pode combinar várias funções, como dissipação de calor, blindagem e conexão, em um único componente estrutural não -}. Isso está empurrando os armários de controle elétrico para se tornarem mais "modulares e inteligentes".
Caso 7: Módulo de refrigeração inteligente para armários de servidor em data centers
Uma empresa específica criou um módulo inteligente de dissipação de calor de uma liga baseada em cobre -. Ele imprimiu uma estrutura composta que combina sensores de temperatura, tubos de calor e barbatanas de dissipação de calor usando a tecnologia SLM. Seus microcanais embutidos podem alterar a taxa de fluxo do refrigerante em tempo real com base no feedback do sensor, o que permite que ele gerencie o calor dinamicamente. Os testes mostraram que este módulo pode diminuir o valor dos data centers em 0,15 e economizar mais de 100.000 kWh de eletricidade por ano em comparação com os métodos de refrigeração padrão.
Caso 8: Uma base leve para armários de controle aeroespacial
O quadro de liga de lítio de magnésio impresso em metal 3D do gabinete de controle da nave espacial é um - terceiro, o peso de uma estrutura de alumínio padrão graças à otimização da topologia. Ele também possui camadas de blindagem eletromagnética e canais de dissipação de calor incorporados.