מהי מגמת הפיתוח העתידית של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית בתעשיית האנרגיה?

1, פיתוח פורץ דרך בייצור וייצור מחדש של רכיבי אנרגיה גרעינית מורכבים
דרישות הביצועים החומריים ודיוק הייצור עבור ציוד אנרגיה גרעינית הם גבוהים למדי, ורכיבים מבניים מורכבים מאתגרים לטכניקות סטנדרטיות להשיג. על ידי ערמת אבקות מתכת שכבה לפי שכבה,הדפסת תלת מימד מתכתיתהטכנולוגיה יכולה להשיג דפוס משולב של חלקים קריטיים כמו מכלולי מוטות דלק, מחוללי קיטור וכלי לחץ כור גרעיני. זה מקטין מאוד את מספר מפרקי הריתוך תוך שיפור הכוח המבני והאיטום. ציוד QBEAM S600 מקורה חכמה של צ'ינגיאן, למשל, השתמש ביעילות באקדח כפול זהה טכנולוגיית קרן אלקטרונים משרעת כדי לבצע חימום סינכרוני וסריקה של חומרי סגסוגת טמפרטורה גבוהים {}}. זה הגדיל את תפוקת ההדפסה של חומרים רגישים של סדק- מ- 65% ל- 92%, ומציע פיתרון אמין לייצור רכיבי כוח גרעיניים.
ייצור מחדש של רכיבים ישנים יש צורך בדחיפות, מכיוון שלציוד כוח גרעיני יש הוצאות תפעול ותחזוקה גבוהות. כאשר הם משויכים לטכנולוגיית הדפסת חומרי שיפוע, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית עשויה ליצור במהירות רכיבים שבורים באמצעות הנדסת הפוך, וכתוצאה מכך שיפורי תיקון פונקציונליים ושיפורי ביצועים. לדוגמה, טכנולוגיית ההצבה המשולבת של צינורות עיקריים של כוח גרעיני, שנוצרה בשיתוף עם חברת הכוח הגרעיני הכללי של סין, מפחיתה את ריתוך האתר {}} ב -90% ועלויות התפעול והתחזוקה של 40% על ידי הזרמת המבנה הקונבנציונאלי, שצריכה 127 חלקים כדי להרכיב אותם ליצירה יחידה.
2, מגזר אנרגיית המימן: שיפור כפול של יעילות וביצועים של רכיב חיוני
בשרשרת התעשייתית שלה, הכוללת תאים אלקטרוליטיים, תאי דלק, מיכלי אחסון מימן וציוד אחר, לאנרגיה מימן יש דרישות גבוהות מאוד למוליכות חומרים, עמידות בפני קורוזיה ומשקל קל. באמצעות תכנון אופטימיזציה של טופולוגיה, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית יכולה לשלב חורים הרכבה על חיישני טמפרטורה, חורי דיפוזיה של מימן ותעלות זרימה סרפנטין בצלחות דו -קוטביות של תאי דלק, מה שמגדיל את צפיפות הכוח של ערימת תאי הדלק ב- 25% ושיעור השימוש במימן ב- 15%. לדוגמה, הלוחות הדו -קוטביים של טויוטה מיראית תאי הדלק של טויוטה מיוצרים באמצעות הדפסת תלת מימד, מה שלא רק מבטל את הצורך בלמעלה מ- 200 תבניות ערוץ זרימה נפרדות, אלא גם מוריד את נפח הערימה ב -30% ואת ההתחלה שלה - מעלה טמפרטורה ל -30 מעלות.
ניתן להשתמש בהדפסת תלת מימד מתכתית ליצירת משקל קל, עמיד מאוד, - מיכלי אחסון מימן לחץ. ניתן להקטין את משקל מיכלי האחסון המימן ב- 40% ואילו חוזק הדחיסה מוכפל על ידי שימוש בסגסוגת טיטניום או חומרי סגסוגת אנטרופיה גבוהים בשילוב עם תכנון מבנה סריג ביומימטי. יתר על כן, ניתן להשיג צלחות אלקטרודה תאים אלקטרוליטיים ומסגרות דיאפרגמה, אופטימיזציה של תעלות זרימת אלקטרוליט ויעילות לייצור מימן עם טכנולוגיית הדפסת תלת מימד.
3, תחום האנרגיה המתחדשת: יעילות ועלות - חיתוך שיפורים לציוד פוטו -וולטאי ורוח
אופטימיזציה של ביצועי טורבינת הרוח ביצועים אווירודינמיים והפחתת המשקל חיוניים להגדלת היעילות לייצור החשמל. על ידי אופטימיזציה של הטופולוגיה, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת יכולה לייצר אלמנטים מבניים מסובכים כמו מסבי המגרש ומחברי שורש להב תוך שימוש בפחות חומר והגברת עמידות העייפות. לדוגמה, ריסוס הדבק של Vestas - מיוצר במחברי שורש טורבינת רוח ברמה של 100 מטר ברמה של 100 מטר יש הפחתת משקל של 66% והפחתת נפח של 65% תוך שמירה על עמידות לעייפות. זה הוביל להפחתה של 18% במומנט ההתחלה של להב ולעלייה של 3.2% בייצור הכוח השנתי.
ניתן לייצר רכיבי לוח סולארי ומערכות מעקב באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית בתעשיית הפוטו -וולטאיקס. בעוד הדפסת תלת מימד יכולה להשיג דפוס משולב, מה שמקטין את כמות החלקים ותהליכי ההרכבה, יש לייצר סוגריים מסורתיים בטכניקות כמו הטבעה וריתוך. לדוגמה, אבקת פלדה עמידה במזג האוויר - המשמשת להדפסת סוגר השמש ש- Bering 3D שתוכנן לאזורים מרוחקים של אפריקה מבטל את הצורך בצלב - משלוח ואחסון גבול, חותך את טביעת הרגל הפחמן של מערכת בודדת על ידי 45% ומאיצים את מחזור ההתקנה ב- 70%.
4, חדשנות בחומרי סוללה ואופטימיזציה מבנית בתחום אחסון האנרגיה
חדשנות בחומרי אלקטרודה ואלקטרוליטים חיונית לשיפור הביצועים של סוללות יון-} - יונים. באמצעות שליטה מדויקת ברמת המיקרו - ננו, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית עשויה ליצור אלקטרודות עם שלוש - ארכיטקטורות נקבוביות ממדיות, הגברת העמסת החומרים הפעילים ושיפור היעילות של הובלת יונים. ניתן להסדיר את הנקבוביות של סיליקון - אלקטרודות שליליות המבוססות על ידי טכנולוגיית הדפסת תלת מימד, למשל, בין 60% ל- 80%. זה מקטין משמעותית את סוגיית התרחבות הנפח במהלך טעינה ופריקה ויותר משלש את קיבולת הסוללה.
יתר על כן, אלמנטים מבניים של סוללות אריזת סוללה קלים יכולים להיות מיוצרים על ידי הדפסת תלת מימד מתכתית. שילוב של ארכיטקטורת סריג ביומימטית עם חומרי אלומיניום או סגסוגת מגנזיום יכול להוריד את משקל חבילת הסוללה ב -30% ולהגדיל את עמידות ההשפעה שלה בפעמיים. לדוגמה, באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד, חברת רכב אנרגיה חדשה הצליחה לשלב את השלדה, לשפר את קשיחות הרכב, להקטין את נהלי הריתוך ולהגביר את שילוב חבילת הסוללות ב- 40%, שכולם הובילו לעלייה של 15% בטווח הנסיעה.
5, בנייה מחדש של אקולוגיה תעשייתית ושילוב טכנולוגיה
רובוטים, אינטרנט של דברים, בינה מלאכותית וטכנולוגיות אחרות ישולבו בעתיד טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית כדי לתמוך בשינוי האוטומציה והמודיעין בייצור ציוד אנרגיה. לדוגמה, ספריית התהליכים החכמה של פלטינה טכנולוגיית, הכוללת למעלה מ 100,000 קבוצות של מאפייני חומר, יכולה לייצר את פיתרון ההדפסה הטוב ביותר בלחיצה יחידה ולהשתמש במערכת תכנון נתיבים AI כדי לחתוך את קצב הגרוטאות ב -30%. גישת הייצור המופצת תהפוך גם היא פופולרית יותר, תוך שימוש בפלטפורמות ענן לקישור צמתים ייצור אזוריים ומשאבי תכנון גלובליים על מנת להשיג "הדפסה מקומית, חלוקה עולמית", אשר יפחיתו עוד יותר את עלויות המלאי ויקצר את מחזור שרשרת האספקה.
הדפסת תלת מימד מתכתית תסייע למגזר האנרגיה לפתח מערכת אקולוגית משולבת של "שירותי ציוד חומרים" מבחינת האקולוגיה התעשייתית. פיתוח אבקת סגסוגת טיטניום כדורית, למשל, על ידי בוליט ו- Xi'an Sailong Metal משפרת מאוד את יכולת הזרימה ומאפשרת הדפסת דיוק גבוהה יותר; שתי החברות מפתחות במשותף גם פתרונות הדפסת תלת מימד מתכתית בתעשייה עם סימנס, משלבות בתוכנת סימולציה של תהליכי בית -, ומאפשרים ניתוח צימוד שדה רב -פיזיקה. מודל אינטגרציה אנכי זה יאיץ את אימוץ הטכנולוגיות ויפחית את מחסום הכניסה למגזר.
6, ייצור אקולוגי וצמיחה בת -קיימא
טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת יכולה להשיג שיעור ניצול חומרים של מעל 90%, שהוא גדול פי שלושה משיטות קונבנציונאליות ומוריד מאוד את פסולת משאבי הייצור. פליטות פחמן במהלך שלבי שיגור הטילים הופחתו ישירות על ידי תא דחיפת מנוע הרקטות של טכנולוגיית פלטינה, למשל, אשר חלה שיעור ניצול חומרים עולה מ -15% בתהליכים מסורתיים ל 92% עם הפחתה במשקל של 60% עבור חלקים בודדים. השימוש במערכות בדיקת אבקה והתחדשות העלה את שיעור התאוששות אבקת המתכת ל 95% וירד בזיהום הסביבתי במהלך תהליך הייצור. בנוסף, ניתן להפחית את צריכת האנרגיה של ציוד ב- 20% על ידי אופטימיזציה של יעילות הלייזר ותכניות ניהול תרמי.