Canalizando o invisível: Impressão 3D para aplicações de fluxo

Flow não é uma indústria; não é uma vertical estabelecida; não é uma parte estabelecida; não é algo que você possa comprar na Sigma Aldrich ou na RS Components. O fluxo não é um mercado ou parte que você pensa ou pode obter e, ainda assim, o fluxo é uma das áreas de crescimento mais rápido na impressão 3D.

Temos a tendência de pensar o mundo por meio de categorias e essas categorias nos ajudam porque nos permitem organizar nosso pensamento e delinear e comparar as coisas umas com as outras. A categorização é natural para a mente e nos ajuda a ver padrões, detalhes e o quadro geral. Mas às vezes nossa capacidade automática de ver e fazer caixas e listas de dados não estruturados também nos confunde. Com nosso hábito de categorização, ofuscamos o importante novo padrão de descoberta. Aquilo que nos permite ordenar o mundano pode muito bem ocultar o novo.

É por isso que demorei tanto para ver o flow como a maior nova tendência em impressão 3D. Foi só depois de trabalhar em manifolds impressos em 3D em carros e escrever sobre eles para um cliente em um curto espaço de tempo que percebi a tendência. Ao tentar diferenciar os diferentes coletores – um, o coletor de admissão que fornece ar para o carro e o outro, uma parte hidráulica industrial que movimenta o líquido ao redor de um sistema – que tive meu “aha Erlebenis“, como dizem na Alemanha. Na verdade, foi mais de um “palavrão suprimido”, seguido de espanto infantil como eu exclamou em voz alta: “Mas não há, como, muito mais ar e líquido que flui em todos os lugares … como ev-ry-onde .” O passageiro do avião ao meu lado não compartilhou imediatamente do meu entusiasmo. Eventualmente, no entanto, eles fizeram – ou pelo menos fingiram.

Válvulas AIDRO ames, menor peso, melhor fluxo.

O fluxo está de fato em toda parte e aplicações como resfriamento conformal para moldes, que são a base de muitas apresentações de impressão 3D com falha, também são aplicações de fluxo. Se olharmos para fábricas, petróleo e gás, produtos químicos, energia em geral, nuclear, processamento e produção de alimentos, mineração, cimento, aço e outros metais, uma pequena otimização no fluxo poderia ter um impacto enorme.

Se você e eu temos a mesma planta de $ 1 bilhão de dólares e a sua é 0,5% mais eficiente porque o óleo flui mais rápido ou é misturado mais rápido ou é misturado de maneira mais uniforme etc., isso terá um grande impacto. Se eu puder fazer apenas 1% mais plástico do que você porque minha reação crucial acontece em uma câmara com a textura certa ou é a geometria perfeita, então isso também será enorme. Qualquer tipo de otimização de canal interno pode trazer benefícios. Se eu puder extrudar creme de massa de maneira mais confiávelem meus lanches, isso também será um ganho. Em motores de foguete, já é evidente que o fluxo de gás e líquido pode ser otimizado por meio de impressão 3D. Esse também foi o caso em coletores de automóveis e outras peças de automóveis relacionadas ao fluxo. Podemos tornar os motores de combustão mais rápidos e eficientes. Além dos motores de automóveis, existem muitos outros motores, desde grandes motores a diesel para navios a turbinas para a indústria, que também podemos tornar mais eficientes.

Simulação de resfriamento conformado e produção por 3DSystems.

Otimizar a topologia interna ou por meio da otimização da estrutura da própria peça também afeta o fluxo. Adicionar dissipadores de calor ou torções e dobras espetaculares às peças também pode afetar o fluxo. A integração de peças e funcionalidades pode tornar o fluxo mais eficiente. Menos brasagens ou soldas podem melhorar o fluxo do sistema. No geral, nossa maior liberdade geométrica nos permite projetar e otimizar o fluxo através das peças. Combine isso com a análise de elementos finitos e outras ferramentas e você pode otimizar conjuntos, sistemas ou fábricas inteiras para o fluxo. Agora, neste ponto, você está pensando, “Duh,” ou isso é completamente novo para você. Além disso, falei várias vezes sobre a otimização da topologia interna, mas isso é diferente. A otimização da topologia interna é uma boa ideia, pensar sobre o fluxo permite ver onde você pode aplicar essa ideia.

GE Catalyst OPR

Para algumas pessoas, pensar assim vem naturalmente devido ao seu treinamento ou como pensam. Um amigo meu, engenheiro elétrico, não se comoveu com minha visão pessoal. Ele tinha mais ou menos pensado assim o tempo todo. Outro amigo que projetou extrusoras também não se incomodou. Quase todos os outros, entretanto, tendem a pensar nas coisas de fora para dentro ou como uma funcionalidade maior – por exemplo, um carro é muitas coisas, incluindo um motor de combustão.

A maioria tende a pensar em partes ou em termos de funcionalidades ou de coisas como unidades discretas que fazem suas próprias coisas. Ou pensamos em um carro holisticamente, ou pensamos que sim, mas, na verdade, não conceitualizamos o objeto inteiro, mas pensamos apenas em seu significado como um todo – como um artefato. Como a necessidade automática de categorização, aqui estamos destilando significado enquanto ocultamos sabedoria.

Também um bico.

Porque, se você pensar no carro como uma coisa pela qual as coisas fluem, tudo muda. Você começa a ver atalhos, espaço desperdiçado, ineficiências, grandes blocos de estupidez. Você começa a pensar que mais partes poderiam ser entrelaçadas como intestinos ou comprimidas como pulmões ou preenchidas com geometrias ocultas como pés de lagartixa. Você começa a olhar com desconfiança para os retângulos, o pesado, o padrão e o sempre presente. O mundo se torna uma coisa de plástico.

E você começa a perceber que o problema com o redesenho de peças para DfAM e todo aquele jazz é a palavra “peças”. Imagine que não existe tal coisa. Imagine que as peças não existem. Isso vai liberar sua mente para que você projete o futuro por meio do fluxo.

Fonte: 3DPrint.com

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