Page 53 - Inżynieria & Utrzymanie Ruchu III kwartał 20123

z drugiej - zmniejszenie zużycia zasobów. Ponadto technika ta oferuje użytkownikom inne atrakcyjne korzyści, takie jak większa funkcjonalność i prostota montażu. Jest to możli- we dzięki większej swobodzie projektowania, jaką zapewnia wytwarzanie przyrostowe. W porównaniu z tradycyjnymi procesami, można odlewać o wiele bardziej złożone formy, np. kanały o zmiennej średnicy.
1. Większa wydajność podczas montażu, eksploatacji i serwisowania
Dzięki swobodzie projektowania oferowanej przez tech- nikę druku 3D ze rdzeniem piaskowym można utworzyć geometrię zewnętrzną, która umożliwi lepsze dopasowanie rozdzielacza do małych przestrzeni w instalacjach. Ułatwia ona również montaż i serwis. W fazie konstrukcji wszyst- kie połączenia są precyzyjnie pozycjonowane z myślą o ich optymalnej dostępności.
Projekt wewnętrzny skupia się na optymalizacji prze- pływu. W wyniku symulacji CFD optymalizowana jest geometria wewnętrzna. Straty ciśnienia i kawitacja są ogra- niczone do minimum, podczas gdy mniej martwych prze- strzeni oznacza lepszą jakość sterowania. Dzięki tej większej swobodzie projektowania można uniknąć przekierowywa- nia kanałów pod kątem prostym. Wszystko to ostatecznie polepsza jakość procesów.
2. Zintegrowane funkcje
Dzięki swobodzie projektowania geometrii wewnętrznej i zewnętrznej takie komponenty, jak ltry lub akumulatory, które zwykle były instalowane odrębnie, można podłączyć bezpośrednio do bloku nawet w bardzo wymagających lub ciasnych przestrzeniach instalacyjnych. W przypadku oru- rowania pozwala to nie tylko zaoszczędzić czas i materiały, lecz również zmniejsza ryzyko wycieku, ponieważ otwory pomocnicze i zaślepki gwintowe nie są już potrzebne.
3. Mniej materiałów, mniejsza waga
Podczas wytwarzania rozdzielaczy techniką drukowania 3D z rdzeniem piaskowym zużywa się co najmniej o 1/3 mniej materiałów w porównaniu z techniką tradycyjną. Oznacza to nie tylko oszczędność zasobów, lecz również mniejszą wagę urządzenia, która ułatwia jego transport i montaż.
Ile energii można zaoszczędzić?
O ile zmniejszyć emisję CO2? Następujący przykład pokazu- je, o ile można zmniejszyć zużycie materiału i energii oraz emisję CO2 w wyniku drukowania 3D z rdzeniem piasko- wym:
Rozdzielacz wytworzony techniką druku 3D z rdzeniem piaskowym wymaga o ok. 50 kg mniej materiału niż wypro- dukowany w sposób tradycyjny. Mniejsza ilość materiału wykorzystana w odlewie oraz wynikająca z niej redukcja zużycia energii powoduje zmniejszenie emisji CO2 podczas produkcji o ok. 130 kg, tj. w przybliżeniu o jedną trzecią.
Dzięki zmniejszeniu zużycia energii
w fazie operacyjnej rozdzielacze produkowane techniką druku 3D
z rdzeniem piaskowym zwykle przynoszą zwrot z inwestycji po ok. 3,5 roku. Później użytkownik osiąga bieżące oszczędności.
Wielkość ta jest porównywalna z emisją samochodu zasila- nego paliwem kopalnym, który przejechał 1000 km.
W fazie operacyjnej rozdzielacz wymaga mniej energii elektrycznej dzięki geometrii wewnętrznej ze zoptymalizo- wanym przepływem, minimalną różnicą ciśnień (wskaźni- kiem ∆p) i niską emisją hałasu. Po 3000 godzin pracy łączna oszczędność energii kumuluje się do 740 kWh, co oznacza zmniejszenie emisji CO2 o około 450 kg. Odpowiada to emisji samochodu, który przejechał około 3000 km.
Czy ta inwestycja jest opłacalna?
Dzięki zmniejszeniu zużycia energii w fazie operacyjnej rozdzielacze produkowane techniką druku 3D z rdzeniem piaskowym zwykle przynoszą zwrot z inwestycji po ok. 3,5 roku. Później użytkownik osiąga bieżące oszczędności. Jeśli korzyści z systemu uzasadniają inwestycję, można skorzystać z atrakcyjnej opcji, jaką jest modernizacja istniejących już urządzeń poprzez instalację rozdzielaczy wykonanych tech- niką przyrostową. Pozwala to nie tylko zmniejszyć zużycie mocy i emisję CO2, lecz również znacznie usprawnić procesy.
Zawsze jednak zaleca się ocenę poszczególnych elemen- tów, takich jak rozdzielacze, z perspektywy całego układu. Generalnie możliwości zaoszczędzenia energii i obniżenia emisji CO2 są największe wtedy, gdy układ jest modernizo- wany w całości. Dotyczy to zarówno nowych projektów, jak i modernizacji systemów już istniejących. Równie ważnym komponentem są w tym przypadku napędy o zmiennej pręd- kości obrotowej, które umożliwiają generowanie mocy na żądanie.
Podsumowanie: pełne wykorzystanie potencjału
Wraz z innymi innowacyjnymi rozwiązaniami, rozdzielacze produkowane techniką druku 3D z rdzeniem piaskowym sta- nowią ważną część nowoczesnych przemysłowych systemów hydraulicznych. Potraktowane jako inwestycja w technologię i ochronę środowiska, przynoszą one korzyści na wszystkich etapach cyklu życia. Podczas gdy geometria wewnętrzna zop- tymalizowana za pomocą symulacji CFD zmniejsza zużycie energii, geometria zewnętrzna zaprojektowana z myślą o za- oszczędzeniu miejsca pozwala zmniejszyć ilość potrzebnego materiału. Obie geometrie prowadzą do zmniejszenia emisji CO2, ułatwiają manipulowanie urządzeniem i polepszają ja- kość procesów.
n
INŻYNIERIA & UTRZYMANIE RUCHU – www.utrzymanieruchu.pl
III kwartał 2023 51