3D-Druck für Designprobleme bei Feuersprinklerrohren

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Der 3D-Druck kann eine praktische Lösung für ein häufiges Problem bei der Installation von Feuerlöschsprinklern darstellen. Die Rohrinstallation in engen Räumen in Wänden und Decken erfordert oft eine kreative Rohrkonstruktion. Traditionell waren Wasserleitungen nur in sehr spezifischen Standard-Anschlussgrößen erhältlich, die auf 90 Grad, 45 Grad und T-förmige Winkel beschränkt waren. Rohrverbindungen konnten sich nur in einer bestimmten Variation dieser Winkel bewegen. Mit ein wenig Kreativität könnten 3D-Drucker jedoch möglicherweise zur Herstellung von Rohren, Fittings, Verbindungen, Bögen und Anschlüssen eingesetzt werden, die nicht durch diese spezifischen Abmessungen eingeschränkt sind. Durch die Verwendung eines individuell angepassten Rohrs könnten Installateure und Designer möglicherweise einzigartige Formen konstruieren, um sie um andere Rohre, Ecken und enge Räume zu biegen. Innovative Lösungen wie diese bieten eine großartige Gelegenheit für Steuergutschriften für Forschung und Entwicklung.

Die Steuergutschrift für Forschung und Entwicklung

Die 1981 eingeführte Bundessteuergutschrift für Forschung und Entwicklung (F&E) ermöglicht eine Gutschrift von bis zu 13 Prozent der förderfähigen Ausgaben für neue und verbesserte Produkte und Prozesse. Qualifizierte Forschung muss die folgenden vier Kriterien erfüllen:

Zu den förderfähigen Kosten gehören die Löhne der Mitarbeiter, Kosten für Lieferungen, Testkosten, Auftragsforschungskosten und Kosten im Zusammenhang mit der Entwicklung eines Patents. Am 18. Dezember 2015 unterzeichnete Präsident Obama den Gesetzentwurf, der die Steuergutschrift für Forschung und Entwicklung dauerhaft vorsieht. Ab 2016 kann die F&E-Gutschrift zum Ausgleich der alternativen Mindeststeuer verwendet werden, und Start-up-Unternehmen können die Gutschrift gegen Lohnsteuern in Höhe von 250.000 US-Dollar pro Jahr nutzen.

Feuerbeständige Komponenten

Die National Fire Protection Association (NFPA) stellt Richtlinien zu Anforderungen und Vorschriften für Sprinkleranlagen zur Verfügung. Erforderliche Rohrmaterialien sind in NFPA 13d und 13R spezifiziert. Abhängig von der jeweiligen Anwendung können Rohre oder Rohre für begrenzte Anwendungen entweder aus Stahlrohren, Kupferrohren oder CPVC-Kunststoffrohren hergestellt werden. Stahl und Kupfer können bereits 3D-gedruckt werden, während CPVC nicht mehr weit entfernt ist.

Stahl Röhren

Das am häufigsten verwendete Stahlrohr für Sprinkleranlagen ist schwarzes Stahlrohr. Schwarzer Stahl gilt als stark, langlebig und feuerbeständig. Mit einem Schmelzpunkt von etwa 2.700 °F können schwarze Stahlrohre hohen Temperaturen in einem brennenden Gebäude standhalten. Der 3D-Druck mit Stahl oder schwarzem Stahl beginnt wie jedes andere Druckverfahren, allerdings wird kein Kunststoff extrudiert, sondern Metallpulver wird zusammen mit einer klebstoffähnlichen Bindemittelschicht geschichtet, um das Pulver miteinander zu verschmelzen und das Produkt herzustellen. Das Pulver wird dann oft zusammen erhitzt/gesintert und die Bindemittelsubstanz wird weggeschmolzen.

Kupferrohre

Kupferrohre sind ein weiteres Rohrmaterial, das gemäß NFPA 13 für die Herstellung von Sprinklern zugelassen ist. Kupferrohre sind nach schwarzem Stahl das zweithäufigste Material, das in Feuerlöschsprinkleranlagen verwendet wird. Beim 3D-Druck von Kupfer handelt es sich um eine Technik, die in gewisser Weise der traditionellen Methode zur Herstellung von Kupferrohren ähnelt. Zunächst wird ein Wachsabdruck des Gegenstands in 3D gedruckt und mit feinem Gips überzogen. Wenn der Gips fest wird, wird er in einen Ofen gegeben und erhitzt, um das Wachs auszuschmelzen. Anschließend wird das Metall in den leeren Guss gegossen und das 3D-gedruckte Kupferrohr entsteht. Der Vorteil der 3D-Druckmethode besteht in der Möglichkeit, den Wachsabdruck wirtschaftlich und präzise zu drucken, im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die größere Investitionen erfordern.

Kunststoffrohre

Kunststoffrohre (nämlich CPVC- und PEX-Rohre) sind für bestimmte Arten von Sprinkleranlagen zulässig. CPVC ist für die Verwendung in Wohngebieten, für die Verwendung bei geringer Gefahr und für die begrenzte Verwendung bei normaler Gefahr gelistet. Diese Kunststoffrohre könnten bald auch in 3D gedruckt werden können. Chemson Pacific aus Sydney hat 2016 ein 3D-Vinylmaterial entwickelt, das zur Herstellung von PVC-Rohren verwendet werden kann. PVC ist ein thermoplastisches Polymer, während CPVC, ein sehr ähnliches Produkt, ein Thermoplast ist, der durch Chlorierung von PVC-Harz hergestellt wird.

Abschluss

Der 3D-Druck kann von Konstrukteuren und Installateuren von Sprinkleranlagen genutzt werden, um einzigartige Rohre, Formstücke, Verbindungen, Bögen und Anschlüsse herzustellen, die traditionell durch Standardspezifikationen eingeschränkt waren. Entwickler von 3D-gedruckten Sprinklerkomponenten sollten sicherstellen, dass sie den örtlichen Vorschriften entsprechen. Wenn die 3D-Druckmethode verwendet wird, haben Unternehmen möglicherweise Anspruch auf Steuergutschriften für Forschung und Entwicklung, die zur Förderung von Innovationen zur Verfügung stehen.

Charles Goulding und Michael Wilshere von R&D Tax Savers diskutieren über den 3D-Druck für Sprinkleranlagen.

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