כיצד יכולה הדפסת תלת מימד מתכתית לקדם את ההתפתחות החכמה של ציוד אנרגיה?

1. חדשנות חומרית: הפיכת החומרים שציוד אנרגיה חכם צריך לעבוד
הדפסת תלת מימד מתכתיתחורג מגבולות מערכות החומרים הקיימות ומעניק ציוד אנרגיה חלופות חומריות חכמות יותר שעובדות טוב יותר בתנאים קשים. לדוגמה, פרויקט הדפסת תלת מימד של כלי הלחץ של ACP100, שהיה מאמץ משותף בין מכון המחקר והעיצוב הגרעיני של סין לבין טכנולוגיית תוספות דרומית, משתמש בטכנולוגיית תוספות להיתוך חשמלי כדי להפוך את הניקל {}}} סגסוגות מבוססות 15% לעמידות יותר לקרינה מאשר זיחות מסורתיות. יחד עם זאת, היא בנתה - במערכי חיישנים העוקבים עין על שטף נויטרונים ושינויי טמפרטורה בזמן אמת, ומקנים תמיכה בנתונים לשליטה חכמה של כורים גרעיניים.
Vestas משתמש בתכניות סגסוגת טיטניום מודפסות 3D - תבניות סגסוגת טיטניום מודפסות בעסקי כוח הרוח. תבניות אלה לא רק חותכות את הזמן שלוקח כדי להפוך את הלהבים בין 6 חודשים לשלושה שבועות, אלא הן גם מאפשרות לתבנית להגיב ללחץ באמצעות תכנון אופטימיזציה של טופולוגיה. כאשר הלהבים נפגעים מרוחות קשות, מבנה הסריג בתוך התבנית מפיץ לחץ דרך עיוות מיקרו. זה גורם לציוד להימשך זמן רב יותר ומעניק למערכת ניהול הבריאות של טורבינת הרוח אזהרות בטיחות מבניות.
ישנן דוגמאות רבות להתקדמות טכנולוגית בתחום אנרגיית המימן. אוניברסיטת מנצ'סטר ייצרה תלת מימד - מודפסת מיכל אחסון מורכב של מטריקס גרפן המודפס שיכול לשלוט באופן מושכל על ספיחת מימן ועל ספיחה באמצעות מבנה נקבוביות ננו. כאשר הלחץ בתוך מיכל האחסון מתגבר מדי, ציפוי הגרפן על פני החומר יבנה אוטומטית רשת מוליכה. זה יכניס את מנגנון הקלה בלחץ. "מערכת מכשירי החומרים" עם שלוש רמות התגובה החכמה שלה הופכת את הובלת אנרגיית המימן להרבה יותר בטוחה.
2. חדשנות טכנולוגית: שינוי הגן החכם של יצירת ציוד אנרגיה
הדפסת תלת מימד מתכת היא הדרך הגדולה ביותר לייצר ציוד אנרגיה חכם מכיוון שיש לה תכונות "ילידי דיגיטל". לדוגמה, בייצור טורבינות גז, Siemens Energy משתמשת ב- Multi - טכנולוגיית SLM שיתופית בלייזר כדי לשלב 18 לייזרים למכשיר אחד. AI מייעלת את מסלול הסריקה בזמן אמת, והחברה אומרת שזה הופך את הייצור של ניקל - מבוסס סגסוגות סגסוגות מבוססות תאי בעירה 40% יעילים יותר. באופן חיוני יותר, מערכת התאומים הדיגיטלית יכולה לייבא בקלות את יותר מ- 2000 נקודות נתוני שדה טמפרטורה שנוצרו במהלך ההדפסה. זה מאפשר לך לבנות מודל עייפות תרמית לכל חיי תא הבעירה, המאפשר לבצע תחזוקה מונעת.
מדפסת ה- Metalfuse Metal 3D של Raise3D יכולה ליצור גופי לוח סולאריים עם צפיפות של עד 97% בתחום הפוטו -וולטאים. זה עושה זאת על ידי שימוש בטכנולוגיית FFF Fuse ו- Sintering Post - טיפול. הרעיון החדש הוא להכניס שבבי RFID ישירות לקונסטרוקציות של אביזרים. השבבים יכולים לעקוב אחר דברים כמו טמפרטורת רכיב וזרם בזמן שתחנות הכוח הסולאריות פועלות. לאחר מכן הם יכולים לשלוח מידע זה לענן דרך האינטרנט של הדברים. אם המערכת רואה כי יעילות ייצור החשמל באזור נתון צונחת בצורה לא תקינה, היא תתחיל אוטומטית לייצר חלקי חילוף באמצעות הדפסת תלת מימד. זה ייצר מערכת לולאה סגורה- ל"תיקון ניטור לאבחון "שהוא חכם וקל לשימוש.
השינוי החכם באופן אופן ביצוע אלמנטים של דלק גרעיני חשוב בהרבה כסטנדרט. מושב הצינור התחתון של מכסה 1400 דלק מיוצר על ידי CNNC North Company תוך שימוש בטכנולוגיית SLM עשוי לשנות את קצב הזרימה של נוזל הקירור על סמך כוחו של הכור על ידי שימוש לפני לצערי
3. תאום דיגיטלי: קישור המרידיאן של נתוני מכשירי אנרגיה חכמים
מהפכת "מראה דיגיטלית" מתרחשת בציוד אנרגיה מכיוון שהדפסת תלת מימד מתכת וטכנולוגיית תאומים דיגיטליים מתכנסים בדרכים חדשות. פלטפורמת ה- Predix של GE מכניסה חיישני סיבים אופטיים לחלקי טורבינת גז מודפסים תלת -ממדיים, המאפשרים לו לתפוס 100,000 נקודות נתונים בזמן אמת ולהפוך דגמים דיגיטליים המדויקים מאוד. המערכת יכולה להתאים אותות פיזיים לדגמים דיגיטליים תוך 0.1 שניות כאשר המכשיר בפועל רוטט בצורה לא תקינה בזמן שהוא עובד. זה מאפשר לו למצוא את שורש הבעיה ולבצע תכניות תיקון, ולתחתך בהשבתה לא מתוכננת ב- 65%.
פרויקט טייס ההדפסה התלת -ממדית של Vestas בענף כוח הרוח מראה כיצד ניתן להשתמש בתאומים דיגיטליים בעסקים. המערכת יכולה לחזות מתי החלקים ישברו 72 שעות מראש ותזמן אוטומטית ציוד הדפסת תלת מימד לייצור חדשים על ידי יצירת מודל דיגיטלי של כל טורבינת רוח עם יותר מ- 2000 פרמטרים, יחד עם נתוני מזג אוויר ורישומים של הפעלה ותחזוקה בעבר. שיטה זו קיצצה את עלויות התפעול והתחזוקה ב 22% והגדילה את ייצור הכוח ב -3.8% תוך שישה חודשים מרגע שהוכנסו לפעולה.
השימוש בתאומים דיגיטליים באזור האנרגיה הגרעינית הוא יותר קדימה - חשיבה. יוזמת ה- TCR במעבדה הלאומית של אוק רידג 'בארצות הברית רוצה ליצור תאום דיגיטלי עם שדות פיזיים רבים, כמו הובלת נויטרונים והידראוליקה תרמית, על ידי תלת מימד הדפסת מודל של ליבת הכור. המערכת יכולה לדמות 100,000 פעולות הפעלה שונות ולהציג אוטומטית את אסטרטגיית השליטה הטובה ביותר. זה חותך את זמן ההמתנה ב- 40% ומרחיב את תקופת מחזור הדלק ב -25%, ומבסס את היסודות לפעולות החכמות של מערכת האנרגיה הגרעינית של הדור הרביעי.
4. אקולוגיה תעשייתית: הכנת רשת של ציוד אנרגיה חכמה שעובדת יחד
הדפסת תלת מימד מתכת משנה את אופן ביצוע ציוד האנרגיה, ויוצרת רשת חכמה של "שירות ייצור תכנון". עבודת Conocophillips באלסקה היא דוגמה טובה לכך: הם הקימו סדנת הדפסת תלת מימד מתכתית ניידת ושילבו אותה עם מערכת מונעת AI- לחיזוי דרישת חלקי חילוף. זה איפשר להם להכין תקעים לבערי טורבינת גז בצורה חכמה באזור שלהם. כאשר חיישן המכשיר רואה שחלק נשחק יותר, המערכת תקרא אוטומטית את דגם התלת מימד מהמלאי הדיגיטלי ותגדיר את מפעל ההדפסה הקרוב ביותר לייצור חלקים חדשים. זה חותך את הזמן שלוקח לשרשרת האספקה ​​להגיב בין 30 שבועות לשלושה ימים.
"רשת ההדפסה התלת -ממדית" של Longi Green Energy של Longi חותכת יותר - Edge בשדה הפוטו -וולטאים. החברה השיגה "ייצור מקומי+תזמון גלובלי" של חלקי חילוף על ידי שימוש במדפסות Raise3D Pro3 Plus בתחנות כוח פוטו -וולטאיות ברחבי העולם ושילובן עם מערכת השלט הרחוק של Raisecloud. אם תיבת הצומת של תחנת כוח נשברת, המערכת תבחר תחילה את צומת הדפסת התלת מימד הקרובה ביותר לייצור חלפים. יחד עם זאת, זה יתחיל ניתוח תאומים דיגיטלי של מה שגרם לבעיה כך שזה לא יקרה שוב. מושג "ייצור כשירות" (MAAS) זה הפך את תחנות הכוח הפוטו -וולטאיות ליותר 40% ליעילות יותר ולחתוך את עלות החשמל ב -0.02 דולר לקילוואט שעה.