康奈尔大学利用3D打印快速解决生态湖源冷却系统复杂问题

南极熊导读：在大型园区中保持可持续发展可能会面临复杂的挑战，因为需要找到平衡环境责任和高效运营之间的方法，并且这通常需要创新的解决方案。

2024年5月6日，南极熊获悉，康奈尔大学(Cornell University)最近采用了3D打印技术来维护校园内的湖水源生态冷却(LSC)系统。工程师们利用3D打印技术制造了系统的部件，降低了维护成本，同时减少了对环境的影响。这一举措成功延长了这个生态供冷系统的使用寿命。

△康奈尔大学的湖源冷却系统示意

高效和减少对环境影响的解决办法

LSC系统利用卡尤加湖冰冷的深处进行冷却，显着降低了康奈尔大学和伊萨卡高中的电力消耗和总体成本。这为各机构每年节省了超过2000万千瓦时的电力，且无需使用制冷剂或释放有毒温室气体。然而，斑马和斑驴贻贝群的积累会大幅减少水流量，从而威胁到系统的效率。因此，需要定期进行大量维护，以确保它能持续以最佳性能运行。

通常，此维护过程的第一步是将链条挂在LSC的大型金属筛网上，该筛网浸没在卡尤加湖水面以下250米处。该附件允许将滤网从湖底升起进行清洁。然而，在多次尝试将链条与筛网对齐失败后，康奈尔大学显然需要一个创新的解决方案。考虑到3D打印的优势，康奈尔大学决定将它作为提高作业效率的最佳工具。

△Mark Tarazi与3D打印组件

在工程系学生Mark Tarazi的带领下，该项目开始使用3D打印的热塑性塑料件。这样就可以方便快捷地对准筛网并将其固定在链条上。Tarazi谈到项目的成功时说：“看到它的实际效果真的很酷。我们通常看不到最终项目，也看不到我们的部分是如何融入其中的。看到我们正在发挥作用，真的很有意义。”在这个工作完成后，人们可以进行维护过程的下一步。

△康奈尔大学的圆柱形“猪”

工程师、本科生和先进的水下机器人通力合作，对系统进行彻底清洁。团队采用专门设计的圆柱形"猪"，并通过3D打印技术加以改进，在错综复杂的进气管道网络中准确导航。这些自动"猪"的直径约为七英尺半乘五英尺，在精密算法的引导下，系统地刮除并轻松清除了贻贝菌落和碎屑。这样，水流就不会中断，系统的冷却效果也得到了改善。

康奈尔大学对LSC系统的成功维护为持续可持续冷却铺平了道路，3D打印成为未来校园运营的宝贵工具。随着3D打印技术的不断探索，康奈尔大学和其它机构可能会为更具创意、可持续的解决方案开创先例。