A all argraffu metel 3D newid dull cynhyrchu'r diwydiant ynni?

Datblygiad Leapfrog: Datblygiad technolegol o labordai i safleoedd diwydiannol
GalluArgraffu Metel 3DCyfuno dyluniad a gweithgynhyrchu yw ei brif fantais. Er bod argraffu 3D metel yn trawsnewid modelau digidol 3D ar unwaith yn rhannau corfforol trwy bentyrru powdrau metel neu haenau gwifrau yn ôl haen, mae cynhyrchu offer ynni traddodiadol yn gofyn am weithdrefnau cymhleth gan gynnwys datblygu mowld, prosesu amlbroses, cydosod a weldio. Er enghraifft, yn y diwydiant pŵer niwclear, dangosodd Labordy Cenedlaethol Oak Ridge yn yr Unol Daleithiau fantais effeithlonrwydd technoleg dyddodiad ynni dan gyfarwyddyd (DED) wrth gynhyrchu cydrannau mewn amgylcheddau llym trwy gwblhau prototeip craidd adweithydd mewn tri mis a fyddai wedi cymryd dwy flynedd i gynhyrchu gan ddefnyddio dulliau confensiynol.
Mae iteriad technolegol wedi goresgyn cyfyngiadau cynnar o ran gallu i addasu materol. Mae'r broses jetio asiant bondio (BJT) wedi argraffu nicel - yn seiliedig ar lafnau aloi tymheredd - uchel gyda dwysedd o 99.5% trwy optimeiddio paramedrau sintro, cwrdd â'r gradd - gradd} - uchaf o dwrfau tymheredd nwy. Gall technoleg toddi trawst electron (EBM) brosesu metelau anhydrin fel twngsten a molybdenwm, gan leihau cylch gweithgynhyrchu tiwbiau cladin tanwydd niwclear 60%. Yn fwy nodedig yw'r system argraffu 3D Metel Laser Gwyrdd a grëwyd gan ychwanegyn XIHE, sy'n cynhyrchu rhannau hanfodol fel cysylltwyr trydanol a strwythurau afradu gwres modur yn effeithiol, gan oresgyn rhwystr technegol adlewyrchiad uchel deunyddiau copr pur a chynnig tir - toddiant torri ynni ar gyfer rheoli trydan mewn systemau trydan.
Diwedd y newid paradeim mewn cynhyrchu ynni
Mae argraffu metel 3D yn datrys y mater "triongl amhosibl" sydd wedi cystuddio ers amser maith y sector ynni confensiynol: taro cydbwysedd rhwng cost, effeithlonrwydd ac ansawdd. Defnyddiodd y Cwmni Ynni Niwclear Tsiec Š Koda JS argraffydd 3D metel mawr i gynhyrchu pen llong pwysau adweithydd niwclear 600 kg mewn 48 awr, gan arbed 72% o'r amser o'i gymharu â'r broses gastio draddodiadol, yn ystod aflonyddwch y gadwyn gyflenwi a ddaeth yn sgil y gwrthdaro Wcraine - Wcraine. Gall busnesau ynni ddisodli cydrannau critigol yn gyflym ar safle - a dileu eu dibyniaeth ar ffatrïoedd canolog diolch i'r cysyniad "gweithgynhyrchu dosbarthedig" hwn.
Mae datblygiadau newydd mewn technoleg ynni adnewyddadwy yn fwy aflonyddgar. Gyda chreu'r Llyfrgell Ddigidol Argraffedig 3D gyntaf ar gyfer tyrbinau gwynt mewn hanes, mae Vestas Wind Systems wedi ei gwneud hi'n bosibl i'r holl ffatrïoedd ddefnyddio'r argraffydd ffibr carbon X7 MarkForged i greu cysylltwyr llafn unffurf. Trwy gynhyrchu mwy na 100,000 o ddarnau y flwyddyn, mae'r gyfradd fethu wedi gostwng o 3.2% i 0.5%. Mae strwythur gwastad paneli solar silicon crisialog confensiynol yn un o derfynau technoleg argraffu 3D ym maes ynni solar. Codir yr effeithlonrwydd dal golau fesul ardal uned 23% gan ddefnyddio dyluniad cymorth sy'n debyg i goeden biomimetig. Pan gaiff ei ddefnyddio ar y cyd â thechnoleg gwydr tenau ultra - printiedig, mae'n annog gostyngiad o 40% ym mhwysau modiwl yr haul.
Mae systemau storio ynni yn cael chwyldro micro
Mae dylanwad argraffu metel 3D ar y sector ynni yn ymestyn ymhell y tu hwnt i gynhyrchu cydrannau mawr oherwydd ei allu i addasu microstrwythurau, sy'n gwthio terfynau technoleg storio ynni. Gall ymchwilwyr addasu strwythur pore lithiwm - electrodau batri ïon gan ddefnyddio technoleg toddi laser dethol (SLM), a fydd yn treblu'r cyflymder gwefru; Mae'r dyluniad sianel llif plât deubegwn printiedig 3D - yn hybu batris llif yn rhoi hwb i ddefnydd electrolyt 18% ac yn rhagori ar 45Wh/L yn nwysedd egni'r system.
Mae'r arloesedd mewn technoleg batri gwladol solid - hyd yn oed yn fwy syfrdanol. Trwy reoleiddio maint sianeli ïon interlayer, mae'r dull argraffu 3D electrolyt solid - a grëwyd mewn partneriaeth â systemau 3D a Toyota yn codi dargludedd ïon tymheredd yr ystafell i 10ms/cm, gan gyfateb maint electrolytau hylif masnachol. Mae argraffu metel 3D yn offeryn hanfodol ar gyfer goresgyn cyfyngiadau ffisegol technoleg storio ynni oherwydd gall reoli strwythurau o'r lefel atomig i'r lefel macrosgopig.
Ailadeiladu'r ecosystem ac ail -lunio'r gadwyn ddiwydiannol
Mae newid y sector ynni o "economïau maint" i "economïau cwmpas" yn cael ei yrru gan argraffu 3D metel. Mae cydrannau strwythurol aloi titaniwm ar gyfer awyrennau domestig mawr wedi'u cynhyrchu gan dechnoleg platinwm. Byreddwyd y cylch dosbarthu o 18 mis i 3 mis a gostyngwyd nifer y darnau o 127 i 1 yn ôl dyluniad optimeiddio topoleg. Gellir defnyddio rhesymeg weithgynhyrchu "strwythur cymhleth wedi'i symleiddio" hefyd i ddylunio offer ynni sy'n ysgafn. Mae General Electric yn defnyddio rotorau turbocharger printiedig metel 3D mewn llwyfannau olew ar y môr, sy'n rhoi hwb i effeithlonrwydd cywasgwyr LNG 5 pwynt canran ac yn lleihau pwysau 35% o'i gymharu â rhannau ffug nodweddiadol.
Mae technoleg wedi dod yn fwy poblogaidd fyth oherwydd ymddangosiad ffurfiau newydd fel gweithgynhyrchu cwmwl a phrydlesu offer. Bellach, gall cwmnïau ynni bach a chanolig - cyrchu galluoedd gweithgynhyrchu diwedd - diwedd heb orfod gwneud buddsoddiadau sylweddol diolch i blatfform "Metal 3D Printing fel gwasanaeth" Chuangxiang 3D; Cydweithiodd Siemens a Technology Platinwm i ddatblygu system radd ddiwydiannol - sy'n rhoi hwb i gynnyrch argraffu o 68% i 92%, yn caniatáu dadansoddiad cyplu maes amlffiseg, ac yn ymgorffori meddalwedd efelychu prosesau annibynnol. Mae cyfyngiadau cyfalaf Offer Ynni Traddodiadol yn cael eu dadelfennu gan y gwasanaeth hwn - shifft sy'n canolbwyntio ar.