Er hægt að nota málm 3D prentun víða í orkuiðnaðinum?

一, tæknileg bylting: Stökk frá rannsóknarstofunni til iðnaðar
Þar sem hugmyndin fyrirMálm 3D prentunKom með á níunda áratugnum, það hefur þróast í þrjú megin tæknikerfi: Powder Bed Melting (PBF), Directed Energy Deposition (DED) og Binder Jetting (BJT). Selective Laser Melting (SLM) tækni er orðin vinsælasta aðferðin á orkusvæðinu vegna þess að hún hefur yfir 99% þéttleika og er nákvæm fyrir míkrómetra stigið. Sem dæmi má nefna að gasturbínur Burners Siemens Energy, sem gerðir eru með SLM tækni, sameina 13 soðna stykki í eina uppbyggingu, sem þrefaldar líftíma þeirra og hækkar magn efnisins sem notað er frá 20% í hefðbundnum aðferðum í yfir 90%.
The rate of technological change has sped up a lot. For example, the multi-laser collaborative system has made printing 30% more efficient, and the area printing technology uses pulse laser control to melt millions of light spots at once, which cuts down on the time it takes to make something. Platinum Technology's four-laser synchronous scanning method has cut the time it takes to print a single piece of aircraft engine blades by 40%. The research and development of new powders, like high entropy alloys and gradient materials, have led to 3D printed parts that work very well in nuclear reactors and hydrogen energy storage and transportation at high temperatures (>600 °C) and high pressures (>70 MPa).
2, Graf af forritum um orkuiðnað: Frá lykilhlutum til samþættingar kerfisins
1. gamla orkugeirinn
Þegar gas hverflar eru gerðir notar GE EBM tækni til að búa til nikkel - byggt High - hitastig álfelgur. Þessir diskar bæta kælingu skilvirkni um 15% með hönnun grindar uppbyggingu og spara losun koltvísýrings um meira en 5000 tonn á hverja einingu á ári. Með 90 iðnaðar - bekk 3D prentara hefur Siemens Energy getað massað - framleitt 400 tegundir af orkum íhlutum. Á hverju ári gera þeir þúsundir nauðsynlegra hluta, eins og brennsluhólfsfóðringa.
Westinghouse Electric hefur búið til 3D - prentað zirconium álklæðning rör fyrir kjarnorkubúnað. Þessi rör er með lífefnafræðilegri grindarbyggingu sem gerir kælingu 15% skilvirkari og sker líkurnar á örkrækjum sem geta gerst við dæmigerða suðutækni um 90%. Institute of Process Engineering of the Chinese Academy of Sciences gerði títan/álvirkni í brennsluhólfinu sem hefur hitauppstreymisstuðul 0,1% við háan hita 1200 gráðu. Það varir þrisvar sinnum lengur en hefðbundin efni.
2. á svæðinu nýrrar orku
Linde Group gerir hátt - þrýsting vetnisgeymslutanka úr títanblöndu með því að nota linsutækni í vetnisorkuviðskiptum. Þyngdin er skorin um 35% og vetnisgeymsluþéttleiki er hækkaður í 6,2wt%, sem er 40% meira en það sem dæmigerður stálgeymslutankar getur haldið. Á sviði vindorku hefur Vestas búið til 3D - prentuð álblöndutengi sem gera turnana léttari á meðan þeir halda þeim sterkum. Þetta dregur úr losun koltvísýrings um allt að 12 tonn á ári fyrir hverja vindmylluna.
Markaðurinn til að laga jarðvarmavinnslubúnað hefur orðið nýtt vaxtarsvið. Ísland jarðhitafyrirtæki notaði DED tækni til að laga hverfla snúninginn. Viðgerðarkostnaðurinn er aðeins 30% af kostnaðinum við að fá nýja hluta og tíminn sem það tekur að ráðast í viðhald hefur lækkað úr 21 dag í 72 klukkustundir.
3, þrjú meginatriðin sem gera stórt - mælikvarða forrit möguleg
1.
Kostnaðarlækkunarferill fyrir búnað er mjög mikilvægur. Sem dæmi má nefna að verð á SLM búnaði sem gerður var í Kína hefur lækkað um 40% miðað við erlendar gerðir. Einnig hefur kostnaður við einn BLT - S400 Triple Laser System eining verið geymd undir 5 milljónum Yuan. Títan álfelgur bata Hebei járn og stáliðnaðar Intelligent Union er 98%og endurskapaði duftið uppfyllir ASTM F3001 staðalinn. Þetta er gott dæmi um hvernig á að setja upp endurvinnslukerfi. Hvert tonn af endurunnu dufti getur skorið niður á námuvinnslu aðal málmgrýti um 12 tonn.
2. Stórt skref fram á við í stöðlun: Að fara frá „Single Piece Customization“ í „Mass Production“
9 þrepa gæðaeftirlitskerfi Siemens Energy hefur gert ferlið við að gera 3D prentaða hluta 99,97% stöðugt og heildar rekstrartími gasturbínuhluta hans hefur farið yfir 1,5 milljónir klukkustunda. Ferlið við að fá vottun iðnaðarins er að flýta fyrir. ASME BPVC forskriftin inniheldur nú ákvæði um 3D prentunarhluta vottun og API 6A staðallinn inniheldur nú aukefnaframleiðslu í umfangi vottunar Wellhead búnaðar.
3.. Vinna saman að umhverfinu: Frá „Tæknieyju“ til „Alliance Industry“
Það er að verða algengara fyrir búnaðarframleiðendur og orkufyrirtæki að vinna náið saman. Nikon SLM Solutions og Siemens Energy hafa unnið saman í rannsóknarstofu til að framleiða ákveðinn ferlispakka fyrir gasturbínur. Þetta hefur hraðað prentun nikkel - byggða álhlutum um 25%. GH4169 High - hitastig álfúnarinnar sem Avic Maite og bolite unnu saman hefur gert það mögulegt fyrir gasturbínublöð að endast 95% svo lengi sem þau myndu gera það ef þau væru fölsuð.
4, Path of Challenge og bylting
1. Tæknilegur vegatálma
Við þurfum samt að reikna út hvernig á að búa til Multi - efnisprentun með málmum. Bimetallic prentunartækni sem búin er til af EOS viðskiptum getur gert lið milli mismunandi efna sem eru 92% eins sterk og grunnefnið. Þetta er mögulegt vegna þess að fyrirtækið getur stjórnað vandlega samrunamörkunum á milli nikkel - byggð málmblöndur og ryðfríu stáli.
2.. Iðnaðarsamstarf
Að byggja upp net fyrir dreifða framleiðslu er að verða mjög mikilvægt. Stafræn viðskiptavettvangur Siemens Energy hefur tengt 50 viðurkennda birgja frá öllum heimshornum og notað blockchain tækni til að deila prentbreytum milli fyrirtækja. Þetta hefur leitt til 99,2% samkvæmni íhluta í multi - birgjaumhverfi.
3.. Að þróa hæfileika
Það er stórt hæfileikamun í DFAM (hönnun fyrir aukefnaframleiðslu). Með því að nota hagræðingartæki fyrir grannfræði hefur aukefni hönnunarteymi Siemens Energy skorið úr fjölda stykki í gasturbínuhlutum um 80% og magn kælingarloftsins um 30%.