康奈爾大學(xué)利用3D打印快速解決生態(tài)湖源冷卻系統(tǒng)復(fù)雜問題

南極熊導(dǎo)讀：在大型園區(qū)中保持可持續(xù)發(fā)展可能會面臨復(fù)雜的挑戰(zhàn)，因為需要找到平衡環(huán)境責(zé)任和高效運(yùn)營之間的方法，并且這通常需要創(chuàng)新的解決方案。

2024年5月6日，南極熊獲悉，康奈爾大學(xué)(Cornell University)最近采用了3D打印技術(shù)來維護(hù)校園內(nèi)的湖水源生態(tài)冷卻(LSC)系統(tǒng)。工程師們利用3D打印技術(shù)制造了系統(tǒng)的部件，降低了維護(hù)成本，同時減少了對環(huán)境的影響。這一舉措成功延長了這個生態(tài)供冷系統(tǒng)的使用壽命。

△康奈爾大學(xué)的湖源冷卻系統(tǒng)示意

高效和減少對環(huán)境影響的解決辦法

LSC系統(tǒng)利用卡尤加湖冰冷的深處進(jìn)行冷卻，顯著降低了康奈爾大學(xué)和伊薩卡高中的電力消耗和總體成本。這為各機(jī)構(gòu)每年節(jié)省了超過2000萬千瓦時的電力，且無需使用制冷劑或釋放有毒溫室氣體。然而，斑馬和斑驢貽貝群的積累會大幅減少水流量，從而威脅到系統(tǒng)的效率。因此，需要定期進(jìn)行大量維護(hù)，以確保它能持續(xù)以最佳性能運(yùn)行。

通常，此維護(hù)過程的第一步是將鏈條掛在LSC的大型金屬篩網(wǎng)上，該篩網(wǎng)浸沒在卡尤加湖水面以下250米處。該附件允許將濾網(wǎng)從湖底升起進(jìn)行清潔。然而，在多次嘗試將鏈條與篩網(wǎng)對齊失敗后，康奈爾大學(xué)顯然需要一個創(chuàng)新的解決方案。考慮到3D打印的優(yōu)勢，康奈爾大學(xué)決定將它作為提高作業(yè)效率的最佳工具。

△Mark Tarazi與3D打印組件

在工程系學(xué)生Mark Tarazi的帶領(lǐng)下，該項目開始使用3D打印的熱塑性塑料件。這樣就可以方便快捷地對準(zhǔn)篩網(wǎng)并將其固定在鏈條上。Tarazi談到項目的成功時說：“看到它的實際效果真的很酷。我們通�？床坏阶罱K項目，也看不到我們的部分是如何融入其中的�？吹轿覀冋�在發(fā)揮作用，真的很有意義�！痹谶@個工作完成后，人們可以進(jìn)行維護(hù)過程的下一步。

△康奈爾大學(xué)的圓柱形“豬”

工程師、本科生和先進(jìn)的水下機(jī)器人通力合作，對系統(tǒng)進(jìn)行徹底清潔。團(tuán)隊采用專門設(shè)計的圓柱形"豬"，并通過3D打印技術(shù)加以改進(jìn)，在錯綜復(fù)雜的進(jìn)氣管道網(wǎng)絡(luò)中準(zhǔn)確導(dǎo)航。這些自動"豬"的直徑約為七英尺半乘五英尺，在精密算法的引導(dǎo)下，系統(tǒng)地刮除并輕松清除了貽貝菌落和碎屑。這樣，水流就不會中斷，系統(tǒng)的冷卻效果也得到了改善。

康奈爾大學(xué)對LSC系統(tǒng)的成功維護(hù)為持續(xù)可持續(xù)冷卻鋪平了道路，3D打印成為未來校園運(yùn)營的寶貴工具。隨著3D打印技術(shù)的不斷探索，康奈爾大學(xué)和其它機(jī)構(gòu)可能會為更具創(chuàng)意、可持續(xù)的解決方案開創(chuàng)先例。