Bolehkah percetakan 3D logam digunakan secara meluas dalam industri tenaga?

一, Terobosan Teknologi: Lompat dari makmal ke industri
Sejak idea untukPercetakan 3D logamDatang pada tahun 1980 -an, ia telah berkembang menjadi tiga sistem teknologi utama: Bed Bed Melting (PBF), mengarahkan pemendapan tenaga (DED), dan pengikat jet (BJT). Teknologi pencairan laser selektif (SLM) telah menjadi kaedah yang paling popular di kawasan tenaga kerana ia mempunyai ketumpatan lebih dari 99% dan tepat ke tahap mikrometer. Sebagai contoh, pembakar turbin gas Siemens Energy yang dibuat dengan teknologi SLM menggabungkan 13 kepingan yang dikimpal ke dalam satu struktur, yang tiga kali ganda jangka hayat mereka dan menimbulkan jumlah bahan yang digunakan dari 20% dalam kaedah tradisional hingga lebih dari 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, Grafik Aplikasi Industri Tenaga: Dari Bahagian Utama ke Integrasi Sistem
1. Sektor tenaga lama
Apabila membuat turbin gas, GE menggunakan teknologi EBM untuk membuat nikel - berasaskan tinggi - cakera turbin aloi suhu. Cakera ini meningkatkan kecekapan penyejukan sebanyak 15% melalui reka bentuk struktur kisi dan menjimatkan pelepasan karbon dioksida dengan lebih daripada 5000 tan per unit setahun. Dengan pencetak 90 industri - gred 3D, Siemens Energy telah dapat massa - menghasilkan 400 jenis komponen tenaga. Setiap tahun, mereka membuat beribu -ribu bahagian penting, seperti pembakaran ruang pembakaran.
Westinghouse Electric telah mencipta tiub pelapisan aloi zirkonium 3D - untuk peralatan tenaga nuklear. Tiub ini mempunyai struktur kekisi biomimetik yang menjadikan penyejukan 15% lebih cekap dan memotong peluang mikrokrek yang boleh berlaku semasa teknik kimpalan biasa sebanyak 90%. Institut Kejuruteraan Proses Akademi Sains Cina membuat titanium/aluminium berfungsi secara fungsian bahan pembakaran bahan yang mempunyai pekali pengembangan haba sebanyak 0.1% pada suhu tinggi 1200 darjah. Ia berlangsung tiga kali lebih lama daripada bahan tradisional.
2. Di kawasan tenaga baru
Linde Group membuat tangki simpanan hidrogen tekanan tinggi - dari aloi titanium menggunakan teknologi kanta dalam perniagaan tenaga hidrogen. Berat dipotong sebanyak 35% dan ketumpatan penyimpanan hidrogen dinaikkan kepada 6.2wt%, iaitu 40% lebih daripada apa yang boleh dipegang oleh tangki penyimpanan keluli biasa. Dalam bidang kuasa angin, Vestas telah mencipta penyambung menara aloi aluminium 3D - yang menjadikan menara lebih ringan sambil mengekalkannya kuat. Ini memotong pelepasan karbon dioksida sehingga 12 tan setahun untuk setiap turbin angin.
Pasaran untuk menetapkan peralatan penjanaan kuasa panas bumi telah menjadi kawasan pertumbuhan baru. Syarikat geoterma Iceland menggunakan teknologi DED untuk menetapkan pemutar turbin. Kos pembaikan hanya 30% daripada kos mendapatkan bahagian baru, dan masa yang diperlukan untuk melakukan penyelenggaraan telah turun dari 21 hari hingga 72 jam.
3, tiga perkara utama yang membuat aplikasi skala besar - mungkin
1. Pembinaan semula Kos: Menukar "Item Ujian Mahal" kepada "Pilihan Terjangkau"
Keluk pengurangan kos untuk peralatan adalah sangat penting. Sebagai contoh, harga peralatan SLM yang dibuat di China telah turun sebanyak 40% berbanding dengan model asing. Juga, kos satu unit sistem laser triple BLT - S400 telah disimpan di bawah 5 juta yuan. Kadar pemulihan serbuk aloi titanium Hebei Iron and Steel Industry Intelligent Union adalah 98%, dan serbuk dicipta memenuhi standard ASTM F3001. Ini adalah contoh yang baik bagaimana untuk menubuhkan sistem kitar semula bahan. Setiap tan serbuk kitar semula boleh mengurangkan perlombongan bijih utama dengan 12 tan.
2. Langkah besar ke hadapan dalam penyeragaman: pergi dari "penyesuaian sekeping tunggal" hingga "pengeluaran besar -besaran"
Sistem kawalan kualiti 9-langkah Siemens Energy telah membuat proses membuat bahagian bercetak 3D 99.97% stabil, dan jumlah masa operasi bahagian turbin gasnya telah melebihi 1.5 juta jam. Proses mendapatkan pensijilan industri adalah mempercepatkan. Spesifikasi ASME BPVC kini mengandungi klausa untuk pensijilan komponen percetakan 3D, dan standard API 6A kini termasuk pembuatan tambahan dalam skop pensijilan peralatan Wellhead.
3. Bekerjasama untuk Alam Sekitar: Dari "Pulau Teknologi" hingga "Perikatan Industri"
Ia menjadi lebih biasa bagi pembuat peralatan dan firma tenaga untuk bekerjasama rapat. Nikon SLM Solutions dan Siemens Energy telah bekerjasama dalam makmal untuk menghasilkan pakej proses tertentu untuk turbin gas. Ini telah meningkatkan percetakan bahagian aloi berasaskan nikel - sebanyak 25%. GH4169 tinggi - serbuk aloi suhu yang Avic Maite dan Bolite bekerja bersama -sama telah memungkinkan untuk bilah turbin gas hingga terakhir 95% selagi mereka akan jika mereka dipalsukan.
4, jalan cabaran dan terobosan
1. ROODBLOCK TEKNIKAL
Kami masih perlu memikirkan cara membuat kerja percetakan bahan multi - dengan logam. Teknologi percetakan bimetallic yang dicipta oleh EOS Business boleh membuat sendi antara bahan yang berbeza yang 92% lebih kuat daripada bahan asas. Ini mungkin kerana syarikat itu dapat menguruskan sempadan gabungan antara nikel - berasaskan aloi dan keluli tahan karat.
2. Kerjasama Perindustrian
Rangkaian bangunan untuk pembuatan diedarkan menjadi sangat penting. Platform perniagaan digital Siemens Energy telah menghubungkan 50 pembekal yang diiktiraf dari seluruh dunia dan menggunakan teknologi blockchain untuk berkongsi parameter percetakan di seluruh perniagaan. Ini telah membawa kepada 99.2% konsistensi komponen dalam persekitaran pembekal multi -.
3. Membangunkan bakat
Terdapat jurang bakat besar dalam DFAM (reka bentuk untuk pembuatan bahan tambahan). Menggunakan alat pengoptimuman topologi, pasukan reka bentuk tambahan Siemens Energy telah memotong jumlah kepingan dalam komponen turbin gas sebanyak 80% dan jumlah aliran udara penyejuk sebanyak 30%.