Môže kovová 3D tlač zmeniť výrobný režim energetického priemyslu?

Vývoj Leapfrog: Technologický pokrok z laboratórií na priemyselné miesta
Kapacitakovová 3D tlačKombinovanie dizajnu a výroby je jeho hlavnou výhodou. Zatiaľ čo kovová 3D tlač okamžite transformuje 3D digitálne modely na fyzické časti stohovaním kovových práškov alebo drôtov vrstvou podľa vrstvy, tradičná výroba energetických zariadení si vyžaduje zložité postupy vrátane vývoja plesní, spracovania multiprocesu, montáže a zvárania. Napríklad v priemysle jadrovej energie Oak Ridge National Laboratory v Spojených štátoch preukázalo výhodu efektívnej technológie usmerňovanej energetickej depozície (DED) pri výrobe komponentov v tvrdých prostrediach dokončením prototypu jadra reaktora za tri mesiace, ktoré by trvalo dva roky výroby pomocou konvenčných metód.
Technologická iterácia prekonala včasné obmedzenia z hľadiska materiálnej adaptability. Proces prúdového prúdového agenta (BJT) úspešne vytlačil Nickel - vysoké - čepele zliatiny teploty s hustotou 99,5% optimalizáciou parametrov sintrovania, splnením vysokých požiadaviek na teplotné prostredie - plynových turbín pri 1200 stupňoch. Technológia topenia elektrónových lúčov (EBM) dokáže spracovať refraktérne kovy, ako je volfrám a molybdén, čím sa zníži výrobný cyklus trubíc na plačenie jadrového paliva o 60%. Pozoruhodnejšie je ekologický laserový kovový 3D tlačový systém vytvorený aditívom XIHE, ktorý účinne vyrába základné časti, ako sú elektrické konektory a štruktúry rozptyľovania tepla, prekonávajú technickú bariéru vysokej odrazivosti čistých medených materiálov a ponúka zem - pre rozbitie elektrických hnacích systémov v nových energetických vozidlách.
Koniec posunu paradigmy vo výrobe energie
Kovová 3D tlač rieši problém „nemožného trojuholníka“, ktorý už dlho postihol konvenčný energetický sektor: udrel rovnováhu medzi nákladmi, efektívnosťou a kvalitou. Česká jadrová energetická spoločnosť Š Koda JS použila veľkú kovovú 3D tlačiareň na výrobu 600 kg jadrovej tlakovej nádoby za 48 hodín, čím ušetrila 72% času v porovnaní s tradičným procesom odlievania, počas narušenia dodávateľského reťazca vyvolaného Ruskom {-}}}}}}}}}}}}}}}} času. Energetické podniky môžu rýchlo nahradiť kritické komponenty na lokalite - a ich spoliehanie sa na centralizované továrne vďaka tomuto konceptu „Distributed Manufacturing“.
Nový vývoj v oblasti technológie obnoviteľnej energie je rušivý. Vďaka vytvoreniu prvej 3D tlačenej digitálnej knižnice pre veterné turbíny v histórii umožnila Vestas Wind Systems pre všetky továrne používať tlačiareň uhlíkových vlákien X7 na vytvorenie rovnomerných konektorov čepele. Produkciou viac ako 100 000 kusov ročne sa miera zlyhania znížila z 3,2% na 0,5%. Plochá štruktúra konvenčných kryštalických kremíkových solárnych panelov je jednou z limitov technológie 3D tlače v oblasti slnečnej energie. Účinnosť zachytávania svetla na jednotku plochy sa zvýši o 23% pomocou podporného dizajnu, ktorý pripomína biomimetický strom. Ak sa používa v spojení s tlačeným technológiou Ultra -, podporuje 40% zníženie hmotnosti solárneho modulu.
Systémy na ukladanie energie prechádzajú mikrovolúciou
Vplyv kovovej 3D tlače na energetický sektor siaha výrazne nad rámec výroby veľkých komponentov z dôvodu jej kapacity na úpravu mikroštruktúr, čo presadzuje limity technológie ukladania energie. Vedci môžu presne prispôsobiť štruktúru pórov lítium - elektródy iónovej batérie pomocou technológie selektívneho laserového topenia (SLM), ktorá strojnásobí rýchlosť nabíjania; 3D - Dizajn tlače bipolárneho prietokového kanála v prietokových batériách zvyšuje využitie elektrolytu o 18% a prekoná 45Wh/l v hustote energie systému.
Inovácia v solídnom - technológia stavu batérií je ešte ohromnejšia. Reguláciou veľkosti medzivrstvových iónových kanálov, Solid - metóda elektrolytu 3D tlače vytvorená v partnerstve s 3D systémami a Toyota zvyšuje vodivosť iónovej teploty v miestnosti na 10 ms/cm, čo zodpovedá komerčným tekutým elektrolytom. Kovová 3D tlač je dôležitým nástrojom na prekonanie fyzických obmedzení technológie ukladania energie, pretože dokáže spravovať štruktúry z atómovej úrovne po makroskopickú úroveň.
Prestavba ekosystému a pretvorenie priemyselného reťazca
Posun energetického sektora od „ekonomík z rozsahu“ k „úsporom rozsahu“ je poháňaný kovovou 3D tlakom. Štrukturálne komponenty zliatiny titánu pre veľké domáce lietadlá boli vyrobené platinovou technológiou. Dodávací cyklus bol skrátený z 18 mesiacov na 3 mesiace a počet kusov sa znížil zo 127 na 1 pomocou dizajnu optimalizácie topológie. Výrobná logika „zjednodušenej komplexnej štruktúry“ sa dá použiť aj na dizajn energetických zariadení, ktorý je ľahký. Spoločnosť General Electric používa kovové 3D tlačené rotory turbodúchadla v olejových plošinách na mori, ktoré zvyšujú účinnosť kompresorov LNG o 5 percentuálnych bodov a znižujú hmotnosť o 35% v porovnaní s typickými kovanými časťami.
Technológia sa stala ešte populárnejšou kvôli vzniku nových foriem, ako je výroba cloudu a lízing vybavenia. Malé a stredné - energetické spoločnosti s veľkosťou majú teraz prístup k High - koncovými výrobnými schopnosťami bez toho, aby museli robiť významné investície vďaka platforme „Metal 3D tlač 3D ako službu“; Technológia Siemens a Platinum spolupracovala na vývoji priemyselného systému -, ktorý zvyšuje výťažok tlače od 68% do 92%, umožňuje analýzu väzby viacerých polí a zahŕňa nezávislý softvér na simulačný proces procesu. Tradičné kapitálové obmedzenia výroby energetických zariadení sa touto službou rozkladajú - orientovaným posunom.