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《基于3D打印技术的电网设备结构设计及制造》

内容来源:机械设计与制造工程      浏览次数:282      更新时间:2020-06-19

基于3D打印技术的电网设备结构设计及制造

邬蓉蓉1,乐明锋2,李宝峰3

(1. 广西电网有限责任公司电力科学研究院,广西 南宁530007)

(2. 广西电网有限责任公司贵港供电局,广西 贵港537100)

(3. 广西电网有限责任公司南宁供电局,广西 南宁530229)

作者简介:邬蓉蓉(1984—),女(壮族),高级工程师,硕士,主要研究方向为电气设备在线监测、状态评价及智能技术在电气设备领域的应用,wurongrongrr@163.com.

 

摘要:分析了3D打印技术的优势,通过三组3D打印的应用实例,验证了3D打印在低成本快速制造、复杂结构优化、电网设备修复时逆向建模的有效性。采用3D打印技术低成本快速制造了智能电容器外壳;对电力设备承力支座复杂结构进行了优化;通过三维扫描设备获取断裂部件的相关参数,并对其进行了打印修复。最后,运用3D打印技术进行开关机构部件的快速原型设计和制造,验证了3D打印技术在电力设备设计与制造过程中的适用性。

 

关键词3D打印技术;电网设备;结构设计;逆向建模

中图分类号TM76;F426.61   文献标识码A   文章编号2095-509X(2020)03-0117-04

 

在科技水平不断提高的过程中,制造技术也在不断进步,其中3D打印技术备受重视。3D打印又称为增材制造,是将增材材料变成粉末,将粉末热熔后层层覆盖叠加完成制造,或者利用光照射固化材料,使其接触光照后硬化成型。虽然,电力行业对3D技术的应用研究还比较少,但3D打印技术已在其他领域得到了一定的应用。文献[1]基于3D打印技术进行了核电站主泵试验叶轮制造研究,采用SLMselective laser melting)技术完成了试验叶轮3D打印模型的设计及成形技术参数的设置,确定了试验叶轮的3D打印工艺,并成功打印出试验叶轮;文献[2]基于骨盆数字化模型的重构流程,使用层间插值算法优化CT断层图像,使骨盆模型的重构精度得到了提高,采用3D打印优化后的三维骨盆模型,并根据3D打印的骨盆模型制造手术导板,辅助手术操作;文献[3]基于四自由度运动学设计了3D打印机器人并联机构,结合机器人的工作空间及特殊位置,对机器人运动轨迹进行优化,得到了3D打印机器人最优结构。

 

为实现电网设备结构设计及制造的创新,本文在分析了3D打印技术优势的基础上,将其分别用于电网设备复杂结构的优化、待修复电网设备的逆向建模以及开关机构部件原型设计和制造中,验证了3D打印技术在电网设备设计及制造中的适用性。

 

13D打印技术的优势

1)3D打印能降低产品的设计和制造成本。利用多样的打印方式及丰富的材料,根据客户的需求实现产品的小批量生产;能够随时停止生产,改变生产计划,减少资源的浪费。3D打印流程较为简单,与传统流程相比没有繁琐的中间环节,通过计算机网络发送指令就能代替人工完成操作,缩短设计和制造时间,降低生产成本。

2)3D打印能突破传统思维的局限。工业设计是一个较为复杂的过程,不同产品的生产工具及制作工艺不同,对设计师来说,3D打印能够跨越产品的生产环境因素,拓展设计师的思路,激发设计师对于产品的想象力。

3)3D打印能缩短产品的成型时间。在设计过程中,使用3D打印技术结合概念模型的制作,可提高零件制作的精准度,从而提高工业产品的设计效率及质量。3D打印技术能够缩短产品的生产周期,提高其在市场中的竞争力,有效促进企业的发展[4]。









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