Университет Вулверхэмптона, Астрономический технологический центр Великобритании и Diamond Light Source исследовали использование аддитивного производства из меди для синхротронных поглотителей (фото Diamond Light Source/University of Wolverhampton)
Центр астрономических технологий (UK ATC) Совета по научным технологиям (STFC) в Эдинбурге и Национальный источник алмазного света (DLS) в Дидкоте сотрудничают с Университетом Вулверхэмптона (Великобритания) и исследовательской компанией Additive Analytics, чтобы изучить возможности применения технологии аддитивного производства из меди для синхротронных поглотителей.
Медь, известная своими необходимыми тепловыми и электрическими свойствами, имеет решающее значение в многочисленных применениях, особенно в эпоху стремления к нулевым выбросам, электрифицированного транспорта и экологичного производства. Однако сложности с лазерной обработкой препятствуют ее широкому внедрению в технологии аддитивного производства металлов, такие как Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB).
Центр инженерных инноваций и исследований (CEIR) и исследовательская группа Additive Manufacturing Университета Вулверхэмптона имеют многолетний опыт в разработке материалов и процессов PBF-LB. В 1999 году университет стал первым британским учебным заведением, установившим металлическую машину PBF-LB.
Концептуальные образцы поглотителей синхротрона, показанные здесь и выше, были изготовлены аддитивным способом из чистой меди (фото от Diamond Light Source/University of Wolverhampton)
Используя свободу производства, предоставляемую машиной EOS M290 AM, оригинальная деталь поглотителя синхротрона была перепроектирована с учетом конформных каналов охлаждения и гироидных структур для пассивного охлаждения и облегчения веса. Многочисленные корректировки конструкции с учетом функциональности и возможностей аддитивного производства позволяют увеличить теплоотдачу, снизить вес материала и уменьшить длину компонентов абсорбера. Хотя дальнейшие исследования и испытания в рамках этого проекта еще планируются, первые моделирования прототипа показывают максимальное снижение температуры примерно на 20 %, уменьшение массы примерно на 80 % и уменьшение количества деталей с 21 до 1. Около 30 000 ускорителей и 60 синхротронов по всему миру расширяют границы науки и могли бы извлечь выгоду из редизайна компонентов с использованием аддитивного производства.
Тепловые характеристики прототипов и соответствующая метрология будут рассмотрены в предстоящей публикации. Профессор Арун Арджунан, директор университетского Элитного центра производственных навыков (ECMS) и Центра инженерных инноваций и исследований (CEIR), поделился:
“Работа с STFC, UK ATC и Diamond Light Source по оптимизации их синхротронных поглотителей с помощью методов 3D-печати меди подчеркивает потенциал аддитивного производства и терморегулирования. Объединив наш опыт в области передовых материалов и технологий 3D-печати, мы продолжим разработку инновационных решений, которые удовлетворят растущий спрос на эффективные системы терморегулирования в различных отраслях промышленности”.
