چگونه پرینت سه بعدی صنعت را متحول می کند « Fabbaloo

چارلز آر. گولدینگ و پریتی سولیهاوی به چندین نوآوری چاپ سه بعدی اخیر در صنعت HVAC نگاه می کنند.

پس از دهه‌ها استفاده از همان محصولات قدیمی، صنعت HVAC سطح بی‌سابقه‌ای از نوآوری محصول جدید را تجربه می‌کند. برخی از محرک های این نوآوری مشوق های مالیاتی قانون کاهش تورم (IRA)، امواج گرمای جهانی و اهداف کاهش کربن هستند. 17 ژوئن^هفتم، 18^ام، و 29 ژوئن^هفتم شماره های وال استریت ژورنال مقالات گسترده ای در مورد این تحولات HVAC داشت.

میدیا آمریکا

Midea به این نکته توجه داشت که چگونه فناوری تهویه مطبوع واحد پنجره موجود برای چندین دهه پیشرفت نکرده است. این انگیزه آنها را به صرف چهار سال دوباره اختراع طراحی و عملکرد واحد تهویه مطبوع پنجره داد. تیم Midea به جای جعبه‌ای مستطیلی و سنگین که با صدای بلند، حجیم و دسترسی به پنجره را حذف می‌کرد، یک واحد U شکل با یک کم‌کننده نویز در مرکز ایجاد کرد و واحد را به دو نیمه تقسیم کرد. این باعث کاهش حجم، نویز و بهبود عملکرد می شود. Midea به جای کار کردن با پنجره، شروع به استفاده از پنجره به نفع خود کرد (همانطور که در تصویر بالا مشاهده می شود).

Blue Frontier, Inc

Blue Frontier با نگاهی به روشی که رطوبت از هوا حذف می شود، صنعت تهویه مطبوع و تهویه مطبوع را متحول می کند، به ویژه با تهویه مطبوع. واحدهای AC سنتی مستقل از عملکرد خنک کننده خود، رطوبت را حذف می کنند. این باعث ناکارآمدی و مصرف انرژی آنها می شود.

طراحی نوآورانه Blue Frontier از بسته‌های محلول نمک استفاده می‌کند که رطوبت هوا را در طول حمل و نقل از بین می‌برد، اما وقتی دستگاه نصب می‌شود، محلول گرم می‌شود و آب آزاد می‌کند که غلظت نمک را افزایش می‌دهد و ظرفیت جذب آن را افزایش می‌دهد.

هنگامی که دستگاه برای AC روشن می شود، محلول در تماس با هوا قرار می گیرد و در آنجا رطوبت را جذب می کند و رطوبت را از بین می برد. هوا با استفاده از مبدل حرارتی خنک می شود و هوای خشک آب را جذب می کند و گرم و مرطوب می شود و سپس به بیرون منتقل می شود. به طور همزمان، هوایی که به داخل مبدل حرارتی حرکت می کند، اتاق را خنک می کند.

Blue Frontier بر روی کارایی بیشتر متمرکز شده است تا ردپای کربن کمتری به جا بگذارد. شرکت‌هایی مانند Blue Frontier متوجه شده‌اند که تقاضای جهانی برای واحدهای تهویه مطبوع، به‌ویژه در بازارهای در حال توسعه در حال رشد است و بنابراین، کارآمدتر کردن آنها برای پایدار کردن استفاده از AC برای سیاره ما حیاتی است.

Blue Frontier بدون یک تیم با استعداد طراحی های نوآورانه ایجاد نمی کند. لازم به ذکر است که Blue Frontier به طور فعال برای پست های مهندس تحقیق و توسعه خود استخدام می کند و تخصص چاپ سه بعدی به عنوان یک مهارت مورد نظر مشخص شده است.

HVAC و پرینت سه بعدی

ما قبلاً توضیح دادیم که چگونه صنعت چاپ سه بعدی می تواند صنعت HVAC را مختل کند.

به ویژه، چندین مؤلفه HVAC وجود دارد که نامزدهای خوبی برای فناوری چاپ سه بعدی هستند.

کانال های تهویه مطبوع برای واحدهای هوای مرکزی را می توان برای بهبود جریان هوا و دینامیک سیالات به صورت سه بعدی پرینت کرد. هر کسی که در یک اتاقک اداری درست زیر دریچه AC نشسته است، می داند که در آن نقطه یخ می زند. دلیل، جدای از اینکه ترموستات خیلی پایین است، این است که کانال ممکن است هوا را به طور یکنواخت توزیع نکند یا دیفیوزر درست طراحی نشده باشد.

شرکت معماری استرالیا، BVN، همه اینها را تغییر می دهد. BVN یک پروفیل مجرای باریک و بیضی شکل با اتصال دهنده های انشعاب ملایم ایجاد کرد که می تواند هوا را به طور مؤثرتر و روان تر به جای ماندن در طراحی مجرای مستطیلی شکل اصلی که معمولاً کانال های AC را در زوایای قائم به هم متصل می کند، حرکت دهد. علاوه بر این، سوراخ‌های متناوب در سطح لوله‌ای کانال‌های BVN به هوا اجازه می‌دهد تا از طول کانال در جریانی به ظاهر یکنواخت به بیرون نفوذ کند. BVN از چاپگرهای سه بعدی برای ساخت لوله های پلاستیکی در کانال استفاده کرد.

مبدل های حرارتی یکی دیگر از اجزای تهویه مطبوع هستند که می توانند به طور موثر پرینت سه بعدی شوند. SINTX Technologies، Inc، در سال 2022 جایزه ای برای توسعه مبدل حرارتی سرامیکی آلومینا چاپ سه بعدی برای سیستم های HVAC صادر کرد. این کمک مالی توسط وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) صادر شد و جایزه 1.1 میلیون دلار آمریکا بود.

طراحی نوآورانه بر این واقعیت متکی بود که مبدل حرارتی سرامیکی آلومینا در مقایسه با فولاد ضد زنگ یا سایر مبدل‌های حرارتی پلیمری، دارای طراحی سبک‌تر، مقاوم در برابر خوردگی و رسانایی حرارتی بالاتری بود. چاپگرهای سه بعدی SINTX را قادر می سازند تا مبدل های فشرده و میکرو حرارتی با قابلیت انتقال حرارت بالاتر و ویژگی های بدون نشتی با توپوگرافی پیچیده ایجاد کند که با تکنیک های تولید سنتی و مواد مبتنی بر فلز قابل دستیابی نیست.

لوازم جانبی و لوازم جانبی تهویه مطبوع را می توان به صورت سه بعدی پرینت کرد. اقلامی مانند نگهدارنده‌های کنترل تهویه مطبوع، روکش‌های واحد و پایه‌های دیواری اغلب می‌توانند به صورت یک قسمت پرینت سه بعدی شوند.

اعتبار مالیاتی تحقیق و توسعه

اکنون اعتبار مالیاتی دائمی تحقیق و توسعه (R&D) برای شرکت‌هایی که محصولات، فرآیندها و/یا نرم‌افزار جدید یا بهبودیافته را توسعه می‌دهند در دسترس است.

چاپ سه بعدی می تواند به افزایش اعتبار مالیاتی تحقیق و توسعه شرکت کمک کند. دستمزد کارکنان فنی ایجاد، آزمایش و بازنگری نمونه های اولیه چاپ شده سه بعدی را می توان به عنوان درصدی از زمان واجد شرایط صرف شده برای اعتبار مالیاتی تحقیق و توسعه در نظر گرفت. به طور مشابه، زمانی که به عنوان روشی برای بهبود فرآیند استفاده می شود، زمان صرف شده برای ادغام سخت افزار و نرم افزار پرینت سه بعدی به عنوان یک فعالیت واجد شرایط به حساب می آید. در نهایت، زمانی که برای مدل‌سازی و پیش تولید استفاده می‌شود، هزینه‌های رشته‌های مصرف‌شده در طول فرآیند توسعه نیز ممکن است بازیابی شود.

چه برای ایجاد و آزمایش نمونه های اولیه استفاده شود و چه برای تولید نهایی، پرینت سه بعدی یک شاخص عالی است که فعالیت های واجد شرایط R&D Credit انجام می شود. شرکت‌هایی که این فناوری را در هر نقطه‌ای اجرا می‌کنند باید استفاده از اعتبارات مالیاتی تحقیق و توسعه را در نظر بگیرند.

نتیجه

صنعت HVAC نوآورانه است و دلیل خوبی دارد. صنعت چاپ سه بعدی می تواند به صنعت HVAC کمک کند تا طرح های کارآمدتر و قطعات موثرتری ایجاد کند که در عین کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، ما را خنک کنند.