האם הדפסת מתכת תלת מימד יכולה לשנות את מצב הייצור של תעשיית האנרגיה?

פיתוח קפיצה: קידום טכנולוגי ממעבדות לאתרי תעשייה
היכולת שלהדפסת תלת מימד מתכתיתלשלב עיצוב וייצור הוא היתרון העיקרי שלו. בעוד שהדפסת תלת מימד מתכת הופכת מייד דגמים דיגיטליים תלת -ממדיים לחלקים פיזיים על ידי ערמת אבקות מתכת או שכבת חוטים לפי שכבה, ייצור ציוד אנרגיה מסורתי מחייב נהלים מורכבים הכוללים פיתוח עובש, עיבוד ריבוי עיבוד, הרכבה וריתוך. לדוגמה, בענף הכוח הגרעיני, המעבדה הלאומית של אוק רידג 'בארצות הברית הדגימה את היתרון היעילות של טכנולוגיית Energy Deposition (DED) בייצור רכיבים בסביבות קשות על ידי השלמת אב -טיפוס ליבה של הכור בשלושה חודשים שהיו לוקחים שנתיים לייצור בשיטות קונבנציונאליות.
איטרציה טכנולוגית התגברה על אילוצים מוקדמים מבחינת יכולת ההסתגלות החומרית. תהליך Jetting Agent Thating (BJT) הדפיס בהצלחה להבי סגסוגת טמפרטורה בהצלחה {}}} מבוסס -} עם צפיפות של 99.5% על ידי אופטימיזציה של פרמטרים של סינטר, עמידה ב- דרישות סביבת הגז של טורבינות גז ב 1200 מעלות. טכנולוגיית התכה של אלקטרונים (EBM) יכולה לעבד מתכות עקשן כמו טונגסטן ומוליבדן, ולהפחית את מחזור הייצור של צינורות חיפוי דלק גרעיני ב- 60%. בולטת יותר מערכת הדפסת תלת מימד לייזר מתכת ירוקה שנוצרה על ידי Xihe Additive, המייצרת למעשה חלקים חיוניים כמו מחברים חשמליים ומבני פיזור חום מוטוריים, מתגברת על המחסום הטכני של רפלקטיביות גבוהה של חומרי נחושת טהורים ומציעים פתרון שבירה קרקע- לניהול תרמי של מערכות הכונן החשמלי ברכבי אנרגיה חדשים.
סוף שינוי הפרדיגמה בייצור האנרגיה
הדפסת תלת מימד מתכתית היא פתרון נושא "המשולש הבלתי אפשרי" שהפגע מזמן בענף האנרגיה המקובל: פגיעה באיזון בין עלות, יעילות ואיכות. חברת האנרגיה הגרעינית הצ'כית Š Koda JS השתמשה במדפסת תלת מימד מתכתית גדולה כדי לייצר ראש ספינת לחץ כור גרעיני של 600 ק"ג תוך 48 שעות, וחוסכת 72% מהזמן בהשוואה לתהליך הליהוק המסורתי, במהלך ההפרעה בשרשרת האספקה ​​שהובאה על ידי רוסיה {}}} סכסוך באוקראנה. עסקי אנרגיה עשויים להחליף רכיבים קריטיים במהירות באתר - ולבטל את הסתמכותם על מפעלים ריכוזיים בזכות מושג "ייצור מבוזר" זה.
התפתחויות חדשות בטכנולוגיית אנרגיה מתחדשת משבשות יותר. עם יצירת הספרייה הדיגיטלית המודפסת התלת -ממדית הראשונה לטורבינות רוח בהיסטוריה, מערכות Wind Wind אפשרה לכל המפעלים להשתמש במדפסת סיבי פחמן X7 של Markforged כדי ליצור מחברי להב אחיד. על ידי ייצור של יותר מ 100,000 חלקים בשנה, שיעור הכישלון ירד מ -3.2% ל -0.5%. המבנה השטוח של פאנלים סולאריים סיליקון גבישי קונבנציונאלי הוא אחד הגבולות של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד בתחום האנרגיה הסולארית. יעילות לכידת האור ליחידה מוגברת על ידי 23% באמצעות תכנון תמיכה הדומה לעץ ביומימטי. כאשר משתמשים בו בשילוב עם טכנולוגיית זכוכית דקה מודפסת {}}}, היא מעודדת ירידה של 40% במשקל המודול השמש.
מערכות אחסון אנרגיה עוברות מהפכת מיקרו
השפעת הדפסת התלת מימד של מתכת על תחום האנרגיה משתרעת הרבה מעבר לייצור רכיבים גדולים בגלל יכולתו לשנות מיקרו -מבנים, הדוחפים את גבולות טכנולוגיית האחסון האנרגיה. החוקרים יכולים להתאים אישית במדויק את מבנה הנקבוביות של אלקטרודות סוללות ליתיום- יון באמצעות טכנולוגיית התכה לייזר סלקטיבית (SLM), שתשלש את מהירות הטעינה; התלת מימד - תכנון ערוץ זרימת צלחת דו קוטבית מודפס בסוללות זרימה מגביר את השימוש באלקטרוליטים ב- 18% ועולה על 45WH/L בצפיפות אנרגיית המערכת.
החידוש במוצק - טכנולוגיית סוללות המדינה מדהים עוד יותר. על ידי ויסות גודל ערוצי היונים הבין -שכבתיים, שיטת הדפסת התלת מימד האלקטרוליטית המוצקה-. הדפסת תלת מימד מתכת היא כלי חיוני להתגברות על האילוצים הפיזיים של טכנולוגיית אחסון אנרגיה מכיוון שהיא יכולה לנהל מבנים מהרמה האטומית לרמה המקרוסקופית.
בנייה מחדש של המערכת האקולוגית ועיצוב מחדש של הרשת התעשייתית
המעבר של מגזר האנרגיה מ"הכלכלות לגודל "ל"כלכלות היקף" מונע על ידי הדפסת תלת מימד מתכתית. רכיבים מבניים של סגסוגת טיטניום למטוסים ביתיים גדולים הופקו על ידי טכנולוגיית פלטינה. מחזור המסירה קוצר מ- 18 חודשים לשלושה חודשים ומספר היצירות הופחת מ- 127 ל- 1 על ידי תכנון אופטימיזציה של טופולוגיה. ניתן להשתמש בהיגיון הייצור של "מבנה מורכב מפושט" גם לעיצוב ציוד אנרגיה קל משקל. General Electric משתמשת ברוטורים מגדשי טורבו מודפסים בתלת מימד מתכת בפלטפורמות שמן מחוץ לחוף, מה שמגביר את היעילות של מדחסי LNG ב -5 נקודות אחוז ומפחיתים את המשקל ב 35% בהשוואה לחלקים מזויפים טיפוסיים.
הטכנולוגיה הפכה פופולרית עוד יותר בגלל הופעתן של צורות חדשות כמו ייצור ענן וחכירה של ציוד. חברות אנרגיה קטנות ובינוניות {}} חברות אנרגיה בגודל יכולות כעת לגשת לגובה {}}} יכולות ייצור קצה מבלי שיצטרכו להשקיע משמעותי בזכות פלטפורמת "הדפסת התלת מימד של Chuangxiang 3D, כמתכת כמתכתית כשירות"; סימנס וטכנולוגיית פלטינה שיתפו פעולה כדי לפתח מערכת כיתה תעשייתית- המגדילה את התשואה של הדפסה מ- 68% ל- 92%, מאפשרת ניתוח צימוד שדה רב -פיזיקה ומשלב תוכנת סימולציה של תהליכים עצמאיים. מגבלות ההון של ציוד אנרגיה מסורתי מתפרקות על ידי שירות זה - משמרת מכוונת.