1. انقلاب مواد: از "تولید تفریق" تا "انباشت دقیق"
جعل ، ریخته گری و ماشینکاری نمونه هایی از تکنیک های تفریحی است که برای تهیه تجهیزات انرژی سنتی استفاده می شود. این فرآیندها معمولاً کمتر از 30 ٪ از مواد استفاده می کنند. به عنوان مثال ، فرآیندهای آسیاب سنتی برای تهیه تیغه های توربین برای موتورهای هواپیما باید 95 ٪ از بیل های آلیاژ تیتانیوم را حذف کنند. از طرف دیگر ، Platinum Lite از فناوری ذوب لیزر انتخابی (SLM) برای ساخت تیغه های آلیاژ تیتانیوم استفاده می کند ، که باعث افزایش مصرف مواد از 10 ٪ به 20 ٪ به بیش از 90 ٪ می شود و هر قسمت 20 ٪ را سبک تر می کند. بسیاری از شرکت ها در بخش انرژی از این روش "در {10} رشد تقاضا رشد تقاضا" استفاده کرده اند.
GE باعث می شود نیکل - مبتنی بر بالا-} دما قطعات محفظه احتراق آلیاژ برای توربین های گازی با استفاده از فناوری ذوب پرتو الکترونی (EBM) ، که میزان مواد مورد استفاده 60 ٪ کاهش می یابد. در عین حال ، 12 عنصر جداگانه در کنار هم قرار گرفته اند تا یک ساختار کامل را بسازند که 80 ٪ زمان مونتاژ را کاهش می دهد.
وستاس از اتصالات برج آلیاژ آلومینیوم چاپ شده بهینه شده توپولوژی در تجهیزات انرژی بادی خود استفاده می کند. این اتصالات 35 ٪ سبک تر از موارد معمولی هستند اما به همان اندازه قوی هستند. آنها همچنین انتشار دی اکسید کربن را برای هر توربین بادی 12 تن در سال کاهش می دهند.
Westinghouse Electric یک لوله روکش آلیاژ زیرکونیوم چاپی سه بعدی برای تجهیزات انرژی هسته ای تولید کرده است. طراحی ساختار شبکه این لوله باعث می شود که خنک کننده 15 ٪ کارآمدتر شود و احتمال ریزگردهایی را که در طول جوشکاری استاندارد 90 ٪ اتفاق می افتد ، کاهش می دهد.
2. نوآوری تکنولوژیکی: از "فرآیند طولانی" تا "زنجیره کوتاه"
تهیه تجهیزات انرژی سنتی 12 تا 15 قدم مانند ساخت قالب ، تصفیه حرارت و درمان سطح طول می کشد. از طرف دیگر ، فناوری چاپ سه بعدی فلزی این روند را به 3 تا 5 مرحله کاهش می دهد. این تغییر در صنعت هوافضا تجاری قابل توجه است:
هوافضا آبی فلش آبی با استفاده از فناوری SLM ، انژکتورهای محفظه رانش را ایجاد می کند ، که چرخه تولید 6 ماهه معمول را به 15 روز کاهش می دهد و 2 میلیون یوان را در هزینه های توسعه قالب صرفه جویی می کند.
تجهیزات برای ذخیره و حرکت هیدروژن: 3D {1-} آلیاژ چاپی بالا {{2} tank مخزن ذخیره سازی هیدروژن فشار دارای یک ساختار شبکه بیومیمیک است که باعث افزایش تراکم ذخیره هیدروژن به 6.2WT می شود ، که 40 ٪ بیشتر از مخازن ذخیره سازی فولاد معمولی است. همچنین از 55 ٪ انرژی کمتری برای ساخت استفاده می کند.
شرکت زمین گرمایی ایسلند برای رفع روتورهای توربین از فناوری لیزر نزدیک Net Shape (لنز) استفاده می کند. این تنها 30 ٪ از هزینه خرید قطعات جدید هزینه دارد و زمان نگهداری را از 21 روز به 72 ساعت کاهش می دهد.
3. دستیابی به موفقیت: از "تجربه رانده شده" گرفته تا "داده های توانمندسازی" فناوری چاپ سه بعدی فلزی محدودیت های تولید سنتی را هنگام پیچیدگی طراحی شکسته است. با ترکیب الگوریتم های طراحی تولیدی و فناوری بهینه سازی توپولوژی ، نسل جدیدی از تجهیزات انرژی کارآمد ایجاد کرده است:
سیستم خنک کننده که می تواند تغییر کند: انرژی زیمنس 3D- چاپ کانال های خنک کننده داخلی پیچیده چاپ شده را به تیغه های توربین گازی اضافه می کند. این امر در جریان هوای خنک کننده 30 ٪ کاهش می یابد و راندمان حرارتی را 1.2 درصد افزایش می دهد. هر واحد انتشار دی اکسید کربن بیش از 5000 تن در سال کاهش می یابد.
استفاده از ساختار مشبک: انستیتوی مهندسی فرآیند ، آکادمی علوم چین ، یک مبدل حرارتی متخلخل متخلخل چاپی 3D {1} چاپ کرد که در سیستم های تولید انرژی حرارتی 25 ٪ باعث کاهش گرما می شود و راندمان کلی سیستم را به 82 ٪ افزایش می دهد.
ساخت مواد شیب: تیتانیوم/آلومینیوم عملکردی مواد شیب محفظه احتراق ساخته شده توسط دانشگاه پلی تکنیکی شمال غربی از فناوری SLM برای تغییر مداوم ترکیب خود استفاده می کند. این ضریب انبساط حرارتی 0.1 ٪ در دمای بالا 1200 درجه و سه برابر بیشتر از مواد سنتی طول می کشد.
4. اقتصاد دایره ای: حرکت از "مصرف خطی" به "بازسازی حلقه بسته"
برای صنعت انرژی ، فن آوری چاپ سه بعدی فلزی یک اکوسیستم حلقه بسته- بسته "مواد مواد زاید مواد" ایجاد کرده است.
بازیافت قطعات قدیمی: اتحادیه هوشمند صنعت آهن و فولاد هبی تکنیکی برای بازیافت پودر فلزی دارد که می تواند نرخ بازیابی قطعات آلیاژ تیتانیوم چاپی 3D {1} را افزایش دهد که به 98 ٪ پرتاب شده است. عملکرد پودر Remade معیارهای ASTM F3001 را برآورده می کند. هر تن پودر بازیافت شده می تواند با 12 تن معدن سنگ معدن اولیه را کاهش دهد.
با استفاده از مواد لبه: سیستم بازیابی خودکار پودر فناوری پلاتین بیش از 95 ٪ پودر مورد استفاده برای تهیه قطعات هوافضا را باز می گرداند ، که این هزینه 40 ٪ هزینه برای هر پودر را کاهش می دهد.
همکاری بین صنایع: گروه BMW و EOS با هم همکاری می کنند تا تراشه های آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در صنعت خودرو را به مواد اولیه برای اتصال دهنده های تجهیزات انرژی بادی تبدیل کنند. این یک زنجیره صنعت دایره ای را ایجاد می کند که می تواند 200 تن مواد در سال را پردازش کند.
چگونه می توان فناوری چاپ سه بعدی فلزی را به صنعت انرژی کمک کرد تا نیازهای زیست محیطی را برآورده کند؟
Jul 30, 2025
ارسال درخواست