Mikä on energiateollisuuden metalli 3D -tulostustekniikan tuleva kehityssuunta?

1, uraauurtava kehitys monimutkaisten ydinenergiakomponenttien tuotannossa ja uudelleenvalmistuksessa
Ydinergialaitteiden materiaalien suorituskyky- ja valmistustarkkuusvaatimukset ovat melko korkeat, ja monimutkaiset rakenteelliset komponentit ovat haastavia standarditekniikoille. Pinoamalla metallijauheiden kerros kerroksella,metalli 3D -tulostusTeknologia voi saavuttaa kriittisten osien, kuten polttoainetangon kokoonpanot, höyrygeneraattorit ja ydinreaktorin paineastiat. Tämä vähentää huomattavasti hitsausliitosten lukumäärää lisäämällä rakenteellista lujuutta ja tiivistämistä. Esimerkiksi QBEAM -S600 -laitteet QBingyanin älykkäästä palkista on käyttänyt tehokkaasti kaksoispistoolia saman amplitudielektronisätetekniikkaa, jotta suoritetaan korkean - lämpötilamääritysmateriaalien synkroninen esilämmitys ja skannaus. Tämä on lisännyt halkeaman - herkkien materiaalien tulostustuotoa 65%: sta 92%: iin, mikä tarjoaa luotettavan ratkaisun ydinvoimakomponenttien tuottamiseen.
Vanhojen komponenttien uudelleenvalmistusta tarvitaan kiireellisesti, koska ydinvoimalaitteiden käyttö- ja huoltokustannukset ovat korkeat. Kun muodostuu pariksi gradienttimateriaalin tulostustekniikkaan, metalli 3D -tulostustekniikka voi luoda nopeasti rikkoutuneet komponentit käänteisen suunnittelun avulla, mikä johtaa toiminnalliseen korjaamiseen ja suorituskyvyn parannuksiin. Esimerkiksi ydinvoiman pääputkien integroitu muodostumistekniikka, joka on luotu yhteistyössä China General Nucler Power Corporationin kanssa, vähentää - -hitsausta 90%: lla ja käyttö- ja ylläpitokustannuksilla 40% virtaviivaistamalla tavanomaista rakennetta, joka tarvitsee 127 osaa yhdistämään yksi kappale.
2, vetyenergian ala: välttämättömien komponenttien tehokkuuden ja suorituskyvyn kaksoisparannus
Teollisuusketjussaan, joka sisältää elektrolyyttisiä soluja, polttokennoja, vetyvarastointiarvit ja muut laitteet, vetyenergialla on erittäin korkeat vaatimukset materiaalin johtavuudelle, korroosionkestävyydelle ja kevyelle. Topologian optimointisuunnitelman avulla metalli 3D -tulostustekniikka voi sisältää lämpötila -anturin kiinnitysreiät, vedyn diffuusioreiät ja serpentiinivirtauskanavat polttokennon bipolaarisiksi levyiksi, mikä lisää polttokennon pinon tehotiheyttä 25% ja vedyn käyttöasteen 15%. Esimerkiksi Toyota Mirai -polttokennon bipolaariset levyt tehdään 3D -tulostuksella, mikä ei vain eliminoi tarpeen yli 200 erilliselle virtauskanavamuotille, vaan myös alentaa pinon äänenvoimakkuutta 30%: lla ja sen aloittamisella - lämpötilaan -30 asteeseen.
Metalli 3D -tulostusta voidaan käyttää kevyiden, erittäin kestävien, korkean - paineen vetysäiliöiden luomiseen. Vetyvarastosäiliöiden painoa voidaan vähentää 40%: lla, kun taas puristuslujuus kaksinkertaistuu hyödyntämällä titaaniseosta tai korkeaa entropiaseosmateriaaleja yhdessä biomimeettisen hilan rakenteen suunnittelun kanssa. Lisäksi elektrolyyttiset kennoelektrodilevyt ja kalvokehykset, elektrolyytin virtauskanavan optimointi ja vedyn muodostumisen tehokkuus voidaan saavuttaa 3D -tulostustekniikalla.
3, uusiutuvan energian ala: tehokkuus ja kustannukset - Pistoolon ja tuulilaitteiden parannusten leikkaaminen
Tuuliturbiinin terän aerodynaamisen suorituskyvyn optimointi ja painon vähentäminen ovat välttämättömiä energiantuotannon tehokkuuden lisäämiseksi. Optimoimalla topologia, metalli 3D -tulostustekniikka voi tuottaa monimutkaisia ​​rakenneelementtejä, kuten sävelkorkeuden laakerit ja terän juuriliittimet, samalla kun ne käyttävät vähemmän materiaalia ja lisäämällä väsymiskestävyyttä. Esimerkiksi Vestasin tarttuva suihkutus - valmistettiin 100 metrin tason tuuliturbiinin terän juuriliitointen painon vähentäminen 66% ja 65%: n tilavuuden vähentäminen säilyttäen väsymiskestävyyden. Tämä on johtanut terän aloitusmomentin vähentymiseen 18% ja vuosittaisen sähköntuotannon 3,2%.
Aurinkopaneelin kiinnikkeet ja seurantajärjestelmät voidaan tuottaa metalli 3D -tulostustekniikassa aurinkosähköteollisuudessa. Vaikka 3D -tulostus voi suorittaa integroidun muovauksen, mikä vähentää osien ja kokoonpanoprosessien määrää, perinteiset kiinnikkeet on valmistettava tekniikoilla, kuten leimaaminen ja hitsaus. Esimerkiksi sää - kestävä teräsjauhe, jota käytetään Afrikan etäalueille suunniteltujen aurinkokiinnikkeiden tulostamiseen, eliminoi ristin - reunusaja- ja säilytystilat, leikkaamalla yhden järjestelmän hiilijalanjälki 45%: lla ja kiihdyttämällä asennussyklin 70%: lla.
4, Akun materiaalien innovaatio ja rakenteellinen optimointi energian varastointiasektorilla
Elektrodimateriaalien ja elektrolyyttien innovaatio on välttämätöntä kiinteän - tilan ja litiumin - ioniparistojen suorituskyvyn parantamiseksi. Tarkan ohjauksen avulla mikro - nanotasolla metalli 3D -tulostustekniikka voi luoda elektrodeja kolmella - ulottuvuudella huokoisella arkkitehtuurilla, lisäämällä aktiivisten materiaalien kuormitusta ja parantamalla ioninkuljetuksen tehokkuutta. Esimerkiksi piin - -pohjaisten negatiivisten elektrodien huokoisuus voidaan säädellä 3D -tulostustekniikalla 60–80%. Tämä vähentää merkittävästi tilavuuden laajenemisen kysymystä lataamisen ja purkamisen aikana ja enemmän kuin kolminkertainen akun kapasiteetti.
Lisäksi kevyet akkupaketin rakenneelementit voidaan tuottaa metallisella 3D -tulostuksella. Biomimeettisen hilan arkkitehtuurin yhdistäminen alumiini- tai magnesiumseosmateriaaleihin voi alentaa akkupakkauksen painoa 30% ja lisätä sen iskunkestävyyttä kahdella kertaa. Esimerkiksi 3D -tulostustekniikkaa käyttämällä uusi energiaajoneuvoyritys pystyi integroimaan rungon, parantamaan ajoneuvojen jäykkyyttä, vähentämään hitsausmenetelmiä ja lisäämään akkupaketin integrointia 40%, jotka kaikki johtivat ajoalueen 15%: n kasvuun.
5, teollisuusekologian uudelleenrakentaminen ja tekniikan integrointi
Robotit, esineiden Internet, tekoäly ja muut tekniikat sisällytetään tiiviisti metalli 3D -tulostustekniikkaan tulevaisuudessa tukemaan automaatiota ja älykkyyden siirtymistä energialaitteiden tuotannossa. Esimerkiksi Platinum Technologyn älykäs prosessikirjasto, joka sisältää yli 100 000 materiaaliominaisuutta, voi tuottaa parhaan tulostusratkaisun yhdellä napsautuksella ja käyttää AI -polun suunnittelujärjestelmää romunopeuden leikkaamiseen 30%. Hajautetusta valmistuslähestymistavasta tulee myös suositumpia, hyödyntäen pilviympäristöjä alueellisten valmistussolmujen ja globaalien suunnitteluresurssien linkittämiseen "paikallisen painatuksen, globaalin jakelun" saavuttamiseksi, mikä vähentää edelleen varastokustannuksia ja lyhentää toimitusketjun sykliä.
Metalli 3D -tulostus auttaa energia -alaa kehittämään "materiaalilaitepalvelujen" integroidun ekosysteemin teollisuusekologian suhteen. Esimerkiksi pallomaisen titaaniseosjauheen kehitys, esimerkiksi Bolite ja Xi'an Sailong -metalli parantaa suuresti virtausta ja helpottaa suurempaa tarkkuustulostusta; Nämä kaksi yritystä kehittävät myös teollisuusluokan metalli 3D -tulostusratkaisuja Siemensin kanssa, sisällytetään - talon prosessisimulaatioohjelmistoihin ja helpottavat monifysiikan kenttäkytkentäanalyysiä. Tämä pystysuuntainen integraatiomalli nopeuttaa tekniikoiden käyttöönottoa ja vähentää alaan pääsyä koskevaa estettä.
6, ekologinen tuotanto ja kestävä kasvu
Metalli 3D -tulostustekniikka voi saavuttaa yli 90%: n materiaalin käyttöasteen, mikä on kolme kertaa suurempi kuin tavanomaiset menetelmät ja alentaa huomattavasti tuotantovaroja. Esimerkiksi Platinum Technologyn rakettimoottorin työntökammio on vähentänyt hiilidioksidipäästöjä rakettien laukaisuvaiheissa suoraan, joiden materiaalin käyttöasteen nousu on noussut perinteisissä prosesseissa 15%: sta 92%: iin 60%: n painon alennuksella yksittäisille osille. Jauheen seulonta- ja regenerointijärjestelmien käyttö on nostanut metallin jauheen talteenottoasteen 95%: iin ja vähentänyt ympäristösaasteita tuotantoprosessin aikana. Lisäksi laitteiden energiankulutusta voidaan vähentää 20% optimoimalla laserhyötysuhdetta ja lämmönhallintajärjestelmiä.