화재 스프링클러 파이프 설계 문제를 위한 3D 프린팅

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3D 프린팅은 일반적인 화재 스프링클러 설치 문제에 대한 실용적인 솔루션을 제공할 수 있습니다. 벽과 천장의 좁은 공간에 파이프를 설치하려면 창의적인 파이프 설계가 필요한 경우가 많습니다. 전통적으로 수도 배관은 90도, 45도 및 T자 각도로 제한된 매우 특정한 표준 피팅 크기로만 사용할 수 있었습니다. 파이프 연결은 해당 각도의 특정 변형에서만 움직일 수 있습니다. 그러나 약간의 창의성을 발휘하면 3D 프린터를 잠재적으로 특정 치수에 제한되지 않는 파이프, 피팅, 조인트, 엘보 및 커넥터를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 맞춤형 파이프를 사용하면 설치자와 설계자는 잠재적으로 다른 파이프, 모서리 및 좁은 공간 주위를 구부릴 수 있는 고유한 모양을 설계할 수 있습니다. 이와 같은 혁신적인 솔루션은 R&D 세금 공제를 위한 좋은 기회를 제공합니다.

연구 개발 세금 공제

1981년에 제정된 연방 연구 및 개발(R&D) 세금 공제는 새롭고 개선된 제품 및 프로세스에 대한 적격 지출의 최대 13%까지 공제를 허용합니다. 적격 연구는 다음 네 가지 기준을 충족해야 합니다.

적격 비용에는 직원 임금, 소모품 비용, 테스트 비용, 계약 연구 비용 및 특허 개발 관련 비용이 포함됩니다. 2015년 12월 18일 오바마 대통령은 R&D 세금 공제를 영구적으로 만드는 법안에 서명했습니다. 2016년부터 R&D 크레딧을 사용하여 대체 최소세를 상쇄할 수 있으며, 스타트업 기업은 급여세로 연간 250,000달러에 대해 크레딧을 활용할 수 있습니다.

내화성 부품

NFPA(National Fire Protection Association)는 화재 스프링클러 시스템 요구 사항 및 규정에 대한 지침을 제공합니다. 필수 파이프 및 튜브 재료는 NFPA 13d 및 13R에 지정되어 있습니다. 특정 응용 분야에 따라 파이프 또는 튜브는 제한된 응용 분야에 대해 강철 파이프, 구리 튜브 또는 CPVC 플라스틱 배관을 사용하여 제조할 수 있습니다. 강철과 구리는 이미 3D 프린팅이 가능하며 CPVC도 멀지 않습니다.

강관

스프링클러 시스템에 가장 일반적으로 사용되는 강관은 흑색 강관입니다. 검은색 강철은 강하고 내구성이 있으며 화재에 강한 것으로 간주됩니다. 녹는점이 약 2,700°F인 검은색 강철 파이프는 불타는 건물 내의 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 강철 또는 검정색 강철을 사용한 3D 프린팅은 다른 프린팅 공정과 마찬가지로 시작됩니다. 그러나 플라스틱이 압출되는 대신 금속 분말이 분말을 융합하여 제품을 만드는 데 사용되는 접착제 같은 결합 물질과 함께 층을 이루고 있습니다. 그런 다음 분말을 함께 가열/소결하고 결합 물질을 녹이는 경우가 많습니다.

구리 튜브

구리 배관은 NFPA 13에서 스프링클러 제조용으로 승인된 또 다른 배관 재료입니다. 흑색 강철 다음으로 구리 배관은 화재 스프링클러 시스템에 사용되는 다음으로 일반적인 재료입니다. 3D 프린팅 구리에는 구리 배관을 만드는 전통적인 방법과 다소 유사한 기술이 사용됩니다. 먼저, 제품의 왁스 모형을 3D 프린팅하고 고운 석고로 덮습니다. 석고가 굳으면 오븐에 넣고 가열하여 왁스를 녹입니다. 그런 다음 금속을 빈 주조물에 붓고 3D 프린팅된 구리 파이프가 만들어집니다. 3D 프린팅 방식의 장점은 더 많은 투자가 필요한 기존 방식에 비해 왁스 주조물을 경제적이고 정확하게 프린팅할 수 있다는 것입니다.

플라스틱 파이프

특정 유형의 스프링클러 시스템에는 플라스틱 파이프(즉, CPVC 및 PEX 튜브)가 허용됩니다. CPVC는 주거용, 가벼운 위험용 및 제한된 일반 위험용으로 등록되어 있습니다. 이 플라스틱 파이프도 곧 3D 프린팅이 가능할 수도 있습니다. 시드니의 Chemson Pacific은 최근 2016년에 PVC 파이프를 만드는 데 사용할 수 있는 3D 비닐 소재를 만들었습니다. PVC는 열가소성 중합체인 반면, 매우 유사한 제품인 CPVC는 PVC 수지를 염소화하여 생산되는 열가소성 수지입니다.