TOKAMAK ENERGY SỬ DỤNG SOLID EDGE VÀ TEAMCENTER ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ NĂNG LƯỢNG CỦA THẾ GIỚI

Bạn bắt đầu giải quyết một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất của nhân loại từ đâu? Đây là câu hỏi mà Tokamak Energy đang cố gắng giải quyết để tạo ra năng lượng nhiệt hạch bền vững thông qua máy tokamak. Nhưng trước tiên, máy tokamak là gì?

Tokamak là một thiết bị giam giữ từ trường sử dụng từ trường để giam giữ plasma, phát triển và sản xuất năng lượng nhiệt hạch có kiểm soát. Về cơ bản, nó tạo ra và chứa một ngôi sao.

Thách thức đối với Tokamak Energy là tạo ra một phiên bản nhỏ gọn của máy tokamak chỉ rộng vài mét đối lập với phiên bản publicly-funded cao tới 20 tầng. Họ không chỉ thiết kế và sản xuất một chiếc tokamak nhỏ gọn mà còn tạo ra một giải pháp để chứng minh vật lý mang tính đột phá.

Cách giải quyết các vấn đề kỹ thuật khó khăn nhất trên thế giới

Tokamak Energy đã sản xuất hai nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm. Nguyên mẫu đầu tiên được gọi là ST25 HTS đã trình diễn việc sử dụng nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS). Nguyên mẫu thứ hai là ST40, sử dụng nam châm đồng nhưng là một thách thức lớn về kỹ thuật vì Tokamak Energy hướng đến từ trường đặc biệt mạnh, lên đến 3 Tesla ở tâm plasma. Các kỹ sư hiểu về vật lý, nhưng câu hỏi lớn là làm thế nào để chứa và điều khiển plasma ở nhiệt độ và áp suất cực cao.

Họ đã giải quyết vấn đề với độ dài xung tối đa, đối với từ trường là khoảng một giây để ngăn đồng không bị quá nóng. Khi vấn đề này được giải quyết, các thiết bị có thể hoạt động lâu dài với các chất siêu dẫn nhiệt độ cao này. Tokamak Energy đã đặt ở nhiệt độ plasma là 15 triệu độ C, nóng hơn tâm của mặt trời, và cuối cùng là 100 triệu độ C.

Để chế tạo ST40 50 tấn bằng hợp kim đồng và thép đặc biệt dễ gia công, cần chống ăn mòn và chịu nhiệt đồng thời cung cấp độ từ tính thấp, độ dẫn điện cao và ổn định cấu trúc. Tokamak Energy đã sử dụng phần mềm Solid Edge và Teamcenter, cả hai đều là một phần của danh mục Siemens Xcelerator, với sự hỗ trợ và hướng dẫn của đối tác giải pháp phần mềm OnePLM của Siemens Digital Industries để thực hiện điều này.

Bill Huang, kỹ sư cao cấp của Tokamak cho biết: “Có một loạt thách thức thiết kế phải giải quyết vì vậy chúng tôi đang tìm kiếm một công cụ tiêu chuẩn với khả năng tham số vượt trội và Solid Edge có thể đáp ứng được điều này.’’

Solid Edge đảm bảo độ xử lý được sản phẩm có độ phức tạp cực cao nhờ độ chính xác và tính toàn vẹn về cấu trúc của máy tokamak. Họ có thể mô phỏng ứng suất trên các chi tiết, đánh giá các lực và ràng buộc cũng như bất kỳ kiến ​​thức quan trọng nào xung quanh các chuyển vị và chuyển động có thể có. Tokamak Energy có thể đẩy nhanh quá trình phát triển tổng thể, cho phép các kỹ sư và nhóm thiết kế xác định các vấn đề tiềm ẩn với Solid Edge.

Kết hợp thế giới ảo với thế giới thực

Hợp tác và ra quyết định nhanh chóng là chìa khóa thành công và Tokamak Energy có thể có nhiều người làm việc trên các khía cạnh phát triển khác nhau với Solid Edge. Bằng cách nêu bật các vấn đề tiềm ẩn và xác định thiết bị cần thiết, Tokamak Energy có thể xác định cách sản xuất và lắp ráp thiết bị trước khi triển khai.

‘‘Chúng tôi bắt đầu khi không có phần cứng và tạo ra mọi thứ trong thế giới ảo. Với Solid Edge, chúng ta có thể giao tiếp ở nhiều cấp độ khác nhau, chia sẻ hình học để thiết kế các chi tiết mới. Quyết định trước đây có thể mất vài ngày thì nay có thể được đưa ra trong vòng vài phút.’’

Damian Lockley, Cố vấn thiết kế cơ khí tại Tokamak Energy

Là một công ty được đầu tư định hướng, Tokamak Energy luôn phải đặt ra yêu cầu về cách xây dựng và cải tiến các nguyên mẫu. Với Xcelerator, họ vẫn phát triển và sáng tạo với khả năng cập nhật nhanh chóng, đưa ra quyết định tốt hơn và tăng cơ hội cộng tác.

Chúng tôi đang giải quyết một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại phải đối mặt – cung cấp nhanh chóng nguồn năng lượng sạch, dồi dào, tối ưu chi phí. Để làm được điều này, chúng tôi phải sử dụng các vật liệu và công nghệ tiên tiến nhất, bao gồm các công cụ thiết kế tốt nhất.

David Kingham, Giám đốc điều hành Tokamak Energy

Nhờ sử dụng các giải pháp số hóa từ danh mục Siemens Xcelerator và có một đối tác đáng tin cậy trong OnePLM, Tokamak Energy đã thành công trong việc:

  • Tái sử dụng dữ liệu thiết kế để cắt giảm thời gian phát triển
  • Sử dụng hình học chính xác để đảm bảo thiết kế đúng ngay từ đầu
  • Tiết kiệm thời gian với các công cụ cộng tác nhóm hiệu quả
  • Xác nhận tính toàn vẹn của thiết kế thông qua phân tích
  • Xác định sớm các vấn đề tiềm ẩn trong quá trình thiết kế
  • Giảm thời gian ra quyết định từ vài ngày xuống còn vài phút
  • Tận dụng sự linh hoạt trong phát triển sản phẩm

Tìm hiểu thêm về Xcelerator as a Service trong video dưới đây:

Nguồn: Siemens

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.