آیا چاپ سه بعدی فلزی می تواند حالت تولید صنعت انرژی را تغییر دهد؟

توسعه Leapfrog: پیشرفت تکنولوژیکی از آزمایشگاه ها به سایت های صنعتی
ظرفیتچاپ سه بعدی فلزیترکیب طراحی و ساخت مزیت اصلی آن است. در حالی که چاپ سه بعدی فلزی بلافاصله مدل های دیجیتالی سه بعدی را با جمع کردن پودرهای فلزی یا لایه سیم به صورت لایه ای به قطعات فیزیکی تبدیل می کند ، تولید تجهیزات انرژی سنتی نیاز به روشهای پیچیده از جمله توسعه قالب ، پردازش چند پردازش ، مونتاژ و جوشکاری دارد. به عنوان مثال ، در صنعت انرژی هسته ای ، آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالات متحده مزیت کارآیی فناوری رسوب انرژی (DED) را در تولید اجزای موجود در محیط های سخت با تکمیل یک نمونه اولیه هسته راکتور در سه ماه که دو سال طول می کشد تا با استفاده از روش های معمولی تولید شود ، نشان داد.
تکرار فناوری از نظر سازگاری مواد بر محدودیت های اولیه غلبه کرده است. فرآیند پیوند دهنده اتصال (BJT) با موفقیت چاپ نیکل- مبتنی بر بالا - تیغه های آلیاژ دما با چگالی 99.5 ٪ با بهینه سازی پارامترهای پینس ، برآورده کردن شرایط درجه حرارت بالا- دما از توربین های بنزینی در 1200 درجه. فناوری ذوب پرتو الکترونی (EBM) می تواند فلزات نسوز مانند تنگستن و مولیبدن را پردازش کند و چرخه تولید لوله های روکش سوخت هسته ای را 60 ٪ کاهش دهد. قابل توجه تر سیستم چاپ سه بعدی فلزی لیزر سبز است که توسط افزودنی XiHE ایجاد شده است ، که به طور موثری قطعات اساسی مانند اتصالات الکتریکی و سازه های اتلاف گرما را تولید می کند ، غلبه بر سد فنی بازتابی بالای مواد مس خالص و ارائه محلول شکستن زمین {10} برای مدیریت حرارتی سیستم های درایو برقی در وسایل نقلیه انرژی جدید.
پایان تغییر پارادایم در تولید انرژی
چاپ سه بعدی فلزی در حال حل مسئله "مثلث غیرممکن" است که مدتهاست بخش انرژی معمولی را تحت تأثیر قرار داده است: ایجاد تعادل بین هزینه ، کارآیی و کیفیت. شرکت انرژی هسته ای چک Š Koda Js از یک چاپگر بزرگ فلزی سه بعدی برای تولید یک کشتی فشار رآکتور هسته ای 600 کیلوگرم در 48 ساعت استفاده کرد و 72 ٪ از زمان را در مقایسه با فرآیند ریخته گری سنتی صرفه جویی کرد ، در طی نقص زنجیره تأمین روسیه {6} درگیری UKRAINE. مشاغل انرژی ممکن است مؤلفه های مهم را به سرعت در سایت {{8} جایگزین کرده و به لطف این مفهوم "تولید توزیع شده" ، اعتماد به نفس خود را به کارخانه های متمرکز از بین ببرند.
تحولات جدید در فناوری انرژی تجدید پذیر مختل کننده تر است. با ایجاد اولین کتابخانه دیجیتال چاپی سه بعدی برای توربین های بادی در تاریخ ، سیستم های Westas Wind این امکان را برای همه کارخانه ها فراهم کرده است که از چاپگر فیبر کربن Markforged X7 برای ایجاد اتصالات تیغه یکنواخت استفاده کنند. با تولید بیش از 100000 قطعه در سال ، میزان خرابی از 3.2 ٪ به 0.5 ٪ کاهش یافته است. ساختار مسطح پانل های خورشیدی سیلیکون کریستالی معمولی یکی از محدودیت های فناوری چاپ سه بعدی در زمینه انرژی خورشیدی است. راندمان ضبط نور در هر واحد با استفاده از یک طرح پشتیبانی که شبیه یک درخت بیومیمی است ، 23 ٪ افزایش می یابد. هنگامی که در رابطه با فناوری چاپی Ultra -} استفاده می شود ، کاهش 40 درصدی وزن ماژول خورشیدی را تشویق می کند.
سیستم های ذخیره انرژی تحت یک انقلاب خرد قرار می گیرند
تأثیر چاپ سه بعدی فلزی در بخش انرژی به دلیل ظرفیت آن در اصلاح ریزساختارها ، که باعث فشار محدودیت های فناوری ذخیره سازی انرژی می شود ، فراتر از تولید اجزای بزرگ است. محققان می توانند ساختار منافذ لیتیوم -} الکترودهای باتری یونی را با استفاده از فناوری ذوب لیزر انتخابی (SLM) سفارشی کنند ، که سرعت شارژ را سه برابر می کند. 3D - چاپ کانال صفحه دو قطبی چاپ شده در باتری های جریان ، استفاده از الکترولیت را 18 ٪ افزایش می دهد و در چگالی انرژی سیستم از 45WH/L پیشی می گیرد.
نوآوری در Solid - فن آوری باتری حالت حتی حیرت انگیز است. با تنظیم اندازه کانال های یونی بین لایه ، روش چاپ 3D Electrolyte State- State که با همکاری سیستم های سه بعدی ایجاد شده است و تویوتا هدایت یون دمای اتاق را به 10ms/cm افزایش می دهد و مطابق با الکترولیتهای مایع تجاری است. چاپ سه بعدی فلزی ابزاری اساسی برای غلبه بر محدودیت های فیزیکی فناوری ذخیره انرژی است زیرا می تواند ساختارها را از سطح اتمی تا سطح ماکروسکوپی مدیریت کند.
بازسازی اکوسیستم و تغییر شکل زنجیره صنعتی
تغییر بخش انرژی از "اقتصاد مقیاس" به "اقتصاد دامنه" توسط چاپ سه بعدی فلزی منتقل می شود. اجزای ساختاری آلیاژ تیتانیوم برای هواپیماهای بزرگ داخلی توسط فناوری پلاتین تولید شده است. چرخه تحویل از 18 ماه به 3 ماه کوتاه شد و تعداد قطعات از 127 به 1 با طراحی بهینه سازی توپولوژی کاهش یافت. منطق تولید "ساختار پیچیده ساده" نیز می تواند برای طراحی تجهیزات انرژی که سبک وزن است استفاده شود. جنرال الکتریک از روتورهای توربوشارژر چاپی سه بعدی فلزی در سیستم عامل های روغن دریایی استفاده می کند ، که باعث افزایش کارایی کمپرسورهای LNG با 5 درصد امتیاز می شود و در مقایسه با قطعات معمولی جعلی ، 35 درصد وزن را کاهش می دهد.
فناوری به دلیل ظهور اشکال جدید مانند تولید ابر و لیزینگ تجهیزات ، حتی محبوب تر شده است. شرکتهای انرژی کوچک-} اکنون می توانند به قابلیت های تولید پایان - پایان دسترسی پیدا کنند بدون اینکه به لطف "چاپ سه بعدی فلز به عنوان یک سرویس" Chuangxiang 3D سرمایه گذاری های قابل توجهی انجام دهند. زیمنس و فناوری پلاتین برای توسعه یک سیستم درجه-}} {که باعث افزایش بازده چاپ از 68 ٪ به 92 ٪ می شود ، همکاری می کند ، امکان تجزیه و تحلیل اتصال میدانی Multiphysics را فراهم می کند و نرم افزار شبیه سازی فرآیند مستقل را شامل می شود. محدودیت های تولید تجهیزات انرژی سنتی توسط این سرویس تغییر می کند {9 {9 تغییر جهت گرا.