3D プリントによる消火用スプリンクラーのパイプ設計の問題

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3D プリントは、一般的な防火用スプリンクラー設置の問題に対する実用的な解決策を提供する可能性があります。 壁や天井の狭いスペースにパイプを設置するには、多くの場合、創造的なパイプ設計が必要です。従来、水道配管は、90 度、45 度、および T 字型の角度に制限された、非常に特殊な標準継手サイズでしか利用できませんでした。 パイプ接続は、これらの角度の特定のバリエーションでのみ移動できます。 ただし、少し創造性を発揮すれば、3D プリンタを使用して、特定の寸法に制限されないパイプ、継手、継手、エルボ、コネクタを製造できる可能性があります。 カスタムフィットパイプを使用すると、設置業者や設計者は、他のパイプ、コーナー、狭いスペースの周囲で曲げられるように独自の形状を設計できる可能性があります。 このような革新的なソリューションは、研究開発税額控除の大きな機会となります。

研究開発税額控除

1981 年に制定された連邦研究開発 (R&D) 税額控除では、新規および改良された製品およびプロセスに対する対象支出の最大 13 パーセントの控除が認められています。 適格な研究は、次の 4 つの基準を満たしている必要があります。

対象となるコストには、従業員の賃金、消耗品のコスト、テストのコスト、契約研究のコスト、および特許の開発に関連するコストが含まれます。 2015 年 12 月 18 日、オバマ大統領は研究開発税額控除を恒久化する法案に署名しました。 2016 年からは、研究開発クレジットを代替最低税の相殺に使用できるようになり、スタートアップ企業は年間 25 万ドルの給与税に対してクレジットを利用できるようになりました。

耐火性コンポーネント

全国防火協会 (NFPA) は、防火スプリンクラー システムの要件と規制に関するガイドラインを提供しています。 必要なパイプとチューブの材料は、NFPA 13d および 13R で指定されています。 特定の用途に応じて、限られた用途では鋼管、銅管、または CPVC プラスチック配管のいずれかを使用してパイプまたはチューブを製造できます。 鉄鋼と銅はすでに 3D プリント可能であり、CPVC も遠くありません。

鉄パイプ

スプリンクラーシステムに最も一般的に使用される鋼管は黒色鋼管です。 黒鋼は強く、耐久性があり、耐火性があると考えられています。 融点が約 2,700°F である黒色鋼管は、燃えている建物内の高温に耐えることができます。 スチールまたはブラックスチールを使用した 3D プリントは、他のプリントプロセスと同様に開始されますが、プラスチックを押し出す代わりに、金属粉末を、粉末を融合して製品を作成するために使用される接着剤のような結合物質とともに層状に重ねます。 その後、粉末はしばしば一緒に加熱/焼結され、結合物質が溶けて除去されます。

銅管

銅管は、NFPA 13 でスプリンクラーの製造が承認されているもう 1 つの配管材料です。黒鋼に次いで、銅管は消火用スプリンクラー システムで使用される一般的な材料です。 銅の 3D プリントには、銅配管を作成する従来の方法に似た技術が必要です。 まず、商品のワックスキャストが 3D プリントされ、細かい石膏で覆われます。 石膏が固まったら、オーブンに入れて加熱し、ワックスを溶かします。 次に金属が空の鋳型に流し込まれ、3D プリントされた銅パイプが作成されます。 3D プリント法の利点は、多額の投資を必要とする従来の方法とは対照的に、ワックスキャストを経済的かつ正確にプリントできることです。

プラスチックパイプ

プラスチック パイプ (つまり、CPVC および PEX チューブ) は、特定のタイプのスプリンクラー システムで許可されています。 CPVC は、住宅用、軽度の危険な用途、および限定された通常の危険な用途にリストされています。 これらのプラスチックパイプも近いうちに 3D プリントできるようになるかもしれません。 シドニーのケムソン・パシフィック社は最近、2016 年に PVC パイプの製造に使用できる 3D ビニール素材を作成しました。 PVC は熱可塑性ポリマーですが、非常によく似た製品である CPVC は、PVC 樹脂の塩素化によって生成される熱可塑性プラスチックです。

結論

スプリンクラー システムの設計者や設置業者は 3D プリントを使用して、従来は標準仕様によって制限されていた独自のパイプ、継手、継手、エルボ、コネクタを作成できます。 3D プリントされた防火スプリンクラー コンポーネントの設計者は、地域の規制要件に準拠していることを確認する必要があります。 3D プリント方法を使用すると、企業はイノベーションを促進するために利用できる研究開発税額控除の対象となる場合があります。

R&D Tax Savers の Charles Goulding 氏と Michael Wilshere 氏が、防火スプリンクラー システムの 3D プリンティングについて話し合います。

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