Чи може металевий 3D -друк змінити режим виробництва енергетичної галузі?

Розробка Leapfrog: технологічний прогрес від лабораторій до промислових майданчиків
Ємністьметалевий 3D -друкДля поєднання дизайну та виготовлення є його основна перевага. У той час як металевий 3D -друк негайно перетворює 3D -цифрові моделі на фізичні деталі, укладаючи металеві порошки або проводи шарі за шаром, традиційне виробництво енергетичного обладнання потребує складних процедур, включаючи розробку цвілі, багатопроцесорну обробку, збірку та зварювання. Наприклад, у промисловості ядерної енергетики Національна лабораторія Oak Ridge у Сполучених Штатах продемонструвала перевагу ефективності технології відкладення енергії (DED) у виробництві компонентів у суворих умовах, виконуючи прототип ядра реактора за три місяці, які потребували б два роки для виготовлення звичайних методів.
Технологічна ітерація подолала ранні обмеження з точки зору адаптованості матеріалу. Процес Jetting (BJT) з агентом (BJT) успішно надрукував нікель - високий - лопатки температурного сплаву з щільністю 99,5% шляхом оптимізації параметрів спікання, відповідаючи високим - вимогам середовища газового турбін на 1200 градусах. Технологія плавлення електронів (EBM) може обробляти рефрактерні метали, такі як вольфрам і молібден, зменшуючи виробничий цикл навісних труб ядерного палива на 60%. Більш помітною є зелена лазерна металева 3D -друкарня, створена xiHe AddiTile, яка ефективно виготовляє основні деталі, такі як електричні роз'єми та структури розсіювання тепла двигуна, подолання технічного бар'єру високої відбиття чистого мідного матеріалу та пропонування землі - розривного розчину для термічного керування електричними приводними системами в нових енергетичних автомобілях.
Кінець зміни парадигми виробництва енергії
Металевий 3D -друк вирішує питання "неможливого трикутника", яке давно страждає від звичайного енергетичного сектору: вражаючи баланс між вартістю, ефективністю та якістю. Чеська компанія з ядерної енергетики š Koda JS використовувала великий металевий 3D -принтер для виробництва 600 кг ядерної головки ядерного реактора за 48 годин, заощаджуючи 72% часу порівняно з традиційним процесом лиття, під час порушення ланцюга поставок, спричинених Росією - Українського конфлікту. Енергетичні підприємства можуть швидко замінити критичні компоненти на сайті - та усунути їх залежність від централізованих заводів завдяки цій концепції "розподіленого виробництва".
Нові розробки технологій відновлюваної енергії є більш руйнівними. Завдяки створенню першої 3D -друкованої цифрової бібліотеки для вітрових турбін в історії, Vestas Wind Systems дала можливість всім фабрикам використовувати принтер з вуглецевого волокна Markforged X7 для створення рівномірних роз'ємів леза. Виробляючи понад 100 000 штук на рік, рівень відмов знизився з 3,2% до 0,5%. Плоска структура звичайних кристалічних кремнієвих сонячних батарей є однією з меж технології 3D -друку в галузі сонячної енергії. Ефективність захоплення світла на одиницю області піднімається на 23% за допомогою конструкції підтримки, що нагадує біоміметичне дерево. При використанні спільно з надрукованою ультра - технологією тонкого скла це заохочує на 40% зменшення ваги сонячного модуля.
Системи зберігання енергії зазнають мікро -революції
Вплив металевого 3D -друку на енергетичний сектор виходить далеко за рамки виробництва великих компонентів через його здатність змінювати мікроструктури, що підштовхує межі технології зберігання енергії. Дослідники можуть точно налаштувати структуру пор літію - іонних електродів акумуляторних батарей за допомогою технології селективного лазерного плавлення (SLM), яка втричі збільшить швидкість зарядки; 3D - Друкована конструкція біполярної пластини потоку в потоках акумуляторів збільшує використання електроліту на 18% і перевершує 45 ч/л у щільності енергії системи.
Інновація в суцільній технології акумулятора - ще більше вражає. Регулюючи розмір іонних каналів міжшарового, суцільне - метод електроліту 3D -друк стану, створений у партнерстві з 3D -системами, і Toyota підвищує провідність іонної температури до 10 мс/см, що відповідає розміру комерційних електролітів рідини. Металевий 3D -друк - це життєво важливий інструмент для подолання фізичних обмежень технології зберігання енергії, оскільки він може керувати структурами з атомного рівня до макроскопічного рівня.
Відновлення екосистеми та переробка промислової ланцюга
Перехід енергетичного сектору від "економії масштабу" до "економії сфери" рухається металевим 3D -друком. Структурні компоненти титанового сплаву для великих вітчизняних літальних апаратів були вироблені за допомогою Platinum Technology. Цикл доставки скорочувався з 18 місяців до 3 місяців, а кількість частин зменшилася з 127 до 1 за допомогою проектування оптимізації топології. Виробнича логіка "спрощеної складної структури" також може бути використана для дизайну енергетичного обладнання, яка є легкою. General Electric використовує металеві 3D -друковані ротори турбокомпресора на офшорних нафтових платформах, що підвищує ефективність компресорів СПГ на 5 відсоткових пунктів і зменшує вагу на 35% порівняно з типовими кованими деталями.
Технологія стала ще більш популярною через появу нових форм, таких як хмарне виробництво та лізинг обладнання. Маленькі та середні - енергетичні компанії тепер можуть отримати доступ до високих можливостей - кінцевих виробничих можливостей без необхідності робити значні інвестиції завдяки платформі Chuangxiang 3D 3D -друку як послугу "; Siemens та Platinum Technology співпрацювали, щоб розробити промислову систему -, яка збільшує вихід друку з 68% до 92%, дозволяє багатофізичний аналіз польового з'єднання та включає незалежне програмне забезпечення для моделювання процесу. Традиційні обмеження капіталу виробництва енергетичного обладнання розбиваються цією послугою - орієнтованою зміною.