La Tulosta 3D Se on täysin soluttautunut energiasektorille Eikä kyse ole enää vain erikoisista prototyypeistä tai itse painetuista "leluista". Puhumme teknologiasta, joka muuttaa tapaamme suunnitella turbiineja, aurinkopaneeleja, öljy- ja kaasulaitteita, vihreän vedyn ratkaisuja ja jopa edistyneitä hiilidioksidin talteenottojärjestelmiä. Kaikilla on yksi selkeä tavoite: alentaa kustannuksia, parantaa tehokkuutta ja siirtyä kohti kestävämpää energiamallia.
Ilmastonmuutoksen paineen, fossiilisten polttoaineiden vähenemisen ja yhä tiukempien määräysten vuoksi energiayhtiöt etsivät kilpailuetua. Lisäainevalmistus tarjoaa jotain, mihin perinteiset menetelmät eivät pysty: täydellinen suunnitteluvapaus, kysyntään perustuva valmistus ja paljon joustavammat toimitusketjutKatsotaanpa rauhallisesti mutta suoraan, miten tätä teknologiaa jo käytetään ja mihin se on menossa.
Mitä 3D-tulostus todella tuo energiasektorille?
Kun puhumme 3D-tulostuksesta tai lisäainevalmistuksesta, viittaamme prosessien joukkoon, jotka Ne rakentavat palasia lisäämällä materiaalia kerros kerrokselta. alkaen CAD-mallista. Toisin kuin perinteisessä koneistuksessa tai muovauksessa, jossa aloitetaan lohkosta tai muotista, tässä vain tarvittava materiaali syötetään millimetrin tarkkuudella.
Energiasektori on kriittinen, koska Se tukee suurta osaa taloudellisesta toiminnasta ja jokapäiväisestä elämästä.Teollisuus, kotitaloudet, liikenne ja suurelta osin yhteiskunnallinen vakaus ovat riippuvaisia sen luotettavuudesta. Samaan aikaan se on yksi suurimmista kasvihuonekaasupäästöjen tuottajista, joten paine hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen on valtava. Tässä yhteydessä Additiivinen valmistus on asettumassa keskeiseksi vivuksi nopeuttamaan siirtymistä uusiutuviin energialähteisiin. vaarantamatta toimitusvarmuutta.
3D-tulostuksen suuri etu on se, että Se mahdollistaa räätälöityjen komponenttien luomisen geometrioilla, joita aiemmin oli mahdotonta valmistaa.lyhentää uusien ratkaisujen kehitysaikaa ja tuottaa varaosia etänä ennätysajassa. Kaikki tämä auttaa vähennä toimitusketjun riskejä, minimoi seisokkeja ja leikkaa kustannuksia toiminta ja kunnossapito.
Nopeat prototyypit, tuotanto-osat ja varaosat tilauksesta
Energialaitteiden kehityksessä prototyypit ovat arkipäivää: käsitteelliset pienoismallit, toiminnalliset pienoismallit, saman suunnittelun iteratiiviset versiotAiemmin käytettiin käsintehtyjä malleja tai (usein ulkopuolisten toimittajien) valmistamia muotteja, joiden toimitusajat olivat viikkoja tai kuukausia ja kustannukset olivat erittäin korkeat.
3D-tulostuksen avulla että kehityssykli on radikaalisti supistunutInsinöörit voivat suunnitella osan, tulostaa sen tunneissa tai muutamassa päivässä, validoida sen, korjata sen ja toistaa prosessin. Tämä tarkoittaa Useampia toistoja lyhyemmässä ajassa, suunnitteluvirheiden parempi havaitseminen varhaisessa vaiheessa ja nopeampi markkinoilletuloaika, mikä on erityisen arvokasta uusissa teknologioissa, kuten vedyssä, merituulivoimassa tai uusien sukupolvien aurinkopaneeleissa.
Havainnollistava esimerkki on projekti Stones, erittäin syvänmeren öljy- ja kaasukenttä MeksikonlahdellaSe toimii lähes 2 900 metrin syvyydessä ja vaatii monimutkaisen vedenalaisen infrastruktuurin hiilivetyjen kuljettamiseksi kelluvaan tuotanto-, varastointi- ja purkualukseen (FPSO). 3D-tulostus mahdollisti FPSO:n merenpohjan putkistoihin yhdistävän järjestelmän fyysiset prototyypit, mikä helpotti konseptin esittelyä Yhdysvaltain sääntelyviranomaisille, joiden oli hyväksyttävä tämäntyyppinen ratkaisu ensimmäistä kertaa alueella.
Mutta kyse ei ole enää vain prototyypeistä. Niitä aletaan nyt valmistaa energiasektorilla. arvokkaat ja erittäin monimutkaiset loppukappaleetSuuttimet ja kaasuturbiinin komponentit, juoksupyörät, männät, pumput, roottorit, säätöventtiilien elementit, virtausmittarit, lämmönvaihtimet, painemittarit ja paljon muuta. Näissä tapauksissa Metallien additiivinen valmistus (SLM, DMLS jne.) on pääpainokoska puhumme korkeapaineisista ympäristöistä, äärimmäisistä lämpötiloista ja erittäin tiukoista turvallisuusvaatimuksista.
Tähän mennessä Vain murto-osa 3D-tulostetuista komponenteista on hyväksytty kriittiseen käyttöön sähköntuotannossa, ydinvoimassa tai suurissa öljy- ja kaasulaitoksissa. Syy on ilmeinen: vikaantumisella voi olla katastrofaalinen vaikutus ihmisiin, luontoon ja ympäristöön. Yritykset ja sääntelyelimet He ovat hyvin varovaisia korvaaessaan klassisia menetelmiä uusilla.Kuitenkin, kun ne yhdistyvät erityisiä standardeja Menestystarinoiden karttuessa tämä este vähitellen laskee.
Käytössä ja kunnossapidossa 3D-tulostus on osoittautunut kustannussäästötoimenpiteeksi. Öljy- ja kaasuteollisuudessa arvioidaan, että Yhden prosentin vuosittainen seisokki voi maksaa miljooniaJa offshore-lautoilla puhumme lähes kuukauden mittaisesta suunnittelemattomasta seisokista vuodessa, ja tappiot ovat kymmeniä miljoonia. Noin puolet tästä seisokista liittyy laitteiston rikkoutumiset tai viat.
Perinteisesti ratkaisuna oli ylläpitää suuria varaosavarastoja, joihin sitoutui pääomaa ja logistiikkakustannukset olivat huomattavat. Additiivinen valmistus mahdollistaa erilaisen lähestymistavan: luotettavia osia painetaan tilauksesta, lähellä kohdetta tai jopa paikan päälläilman jättimäisiä varastoja, ilman minimitilauksia ja ilman vanhentuneiden komponenttien uudelleensuunnittelua alusta alkaen.
3D-skannauksen ja käänteisen suunnittelun avulla se on mahdollista digitalisoi ja luo uudelleen käytöstä poistetut komponentit, suunnittele ne uudelleen lisäainevalmistusta varten ja tuottaa niitä tarvittaessa. Usein saadaan kevyempiä osia, joiden sisäiset kanavat on optimoitu jäähdytystä tai virtausta varten, ja suorituskyky parempi kuin alkuperäisessävähentämällä ajan, materiaalien ja työvoiman kustannuksia.
Vihreä vety ja suora mustekirjoitus: Kaivosjätteestä elektrodiksi
Yksi mielenkiintoisimmista tutkimuslinjoista on ns. 3D-tulostus tuottaa vihreää vetyä ja ammoniakkiaChilessä Federico Santa Marían teknillisessä yliopistossa (USM) professori Claudio Aguilarin johtama tiimi työskentelee teknologian parissa. Suora mustekirjoitus (DIW), integroituna CIM UPC:n kehittämään PowerDIW-järjestelmään.
Tämä teknologia perustuu erittäin viskoosien, kiinteitä hiukkasia sisältävien pastojen ekstruusiojotka kerrostetaan kerros kerrokselta luoden toimivia 3D-objekteja. Suuri etu on, että Se mahdollistaa sellaisten materiaalien tulostamisen, joita ei voida käsitellä perinteisillä menetelmillä., mukaan lukien keraamit, metallit, biomateriaalit ja polymeerit, joissa on paljon hiukkasia.
Tässä tapauksessa USM-ryhmä käyttää laajamittaisen kaivostoiminnan jäte, kuten kuparikuona, elektrodien valmistukseen kykenevät tuottamaan vihreää vetyä ja ammoniakkia. Tästä jätteestä he ottavat talteen alkuaineita, kuten rautaa, piitä tai molybdeeniä, ja muuttavat ne korkean suorituskyvyn materiaalit elektrokatalyysiinAguilarin mukaan saadut elektrodit ovat paitsi paljon halvempia, myös tehokkaampia kuin ne, jotka käyttävät jalometalleja, kuten platinaa tai ruteniumiakallis ja niukka.
PowerDIW-tulostimesta on tullut laboratorion keskeinen työkalu, koska Sen avulla voit säätää pastojen koostumusta mielesi mukaan....vaihtelemalla hiukkaskuormaa projektin tarpeiden mukaan. Se avaa oven kokeile uusia edistyneitä materiaaleja ja prosesseja, ei vain energian alalla, vaan myös esimerkiksi terveydenhuollon (proteesien prototyypit ja biomateriaalit), kaivosteollisuuden ja pienimuotoisten turbiinilapojen valmistuksen aloilla.
PowerDIW-järjestelmän arvostetuimpia ominaisuuksia ovat koneen suuri puristusvoima, monimateriaalikyky ja kestävyyskaikki suhteellisen alhaisin kustannuksin. Ryhmän suunnitelmaan kuuluu toisen yksikön hankkiminen, jotta voidaan tutkia tarkemmin monimateriaaliyhdistelmiä, kuten Korkean entropian seokset yhdistettynä kupariin tehokkaita sähkökontaktoreita varten.
DIW-teknologia itsessään on erittäin monipuolinen ratkaisu terveys ja bioteknologia, elektroniikka ja energia, valmistus, lääkkeet ja kemikaalitNenäliinojen ja lääkinnällisten laitteiden tulostamisesta anturit, polttokennot, keraamiset komponentit ja mikroreaktoritSovellusvalikoima laajenee jatkuvasti modulaarisen rakenteen ja tulostuspään sekä järjestelmän toimintojen mukauttamismahdollisuuden ansiosta.
Uusiutuvan energian siirtyminen ja uudet aurinko-, tuuli- ja energian varastointimallit
Siirtyminen kohti uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa energiamallia edellyttää alentaa kustannuksia, parantaa tehokkuutta ja lyhentää käyttöönottoaikojaTässä kohtaa 3D-tulostus sopii kuin hansikas, koska se mahdollistaa sekä monimutkaisten prototyyppien kehittämisen edullisesti että tiettyjen optimoitujen loppukomponenttien valmistuksen.
Aurinkoenergiassa tutkitaan parhaillaan kahta merkittävää suuntaa. Toisaalta, 3D-tulostettujen puolijohdemusteiden levittäminen ultraohuille kiekoilleKäytetään esimerkiksi boorin ja polysilikonin seoksiin perustuvia formulaatioita, jotka kerrostetaan erittäin tarkasti vain noin 200 mikronin paksuisille soluille. Tuloksena on suurempi tehokas kosketuspinta ja siten konversiotehokkuuden kasvunoin 20 prosentin parannuksilla ja lisäksi alhaisemmilla kustannuksilla.
Toisaalta on yrityksiä, jotka lyövät vetoa volumetriset 3D-tulostusprosessit edistyneiden aurinkopaneelien valmistukseenNämä tekniikat mahdollistavat koko materiaalimäärän kovettamisen kerralla ilman kerros kerrokselta etenemistä, mikä Se nopeuttaa valmistusta huomattavasti ja alentaa yksikkökustannuksia.Tavoitteena on tehdä aurinkosähköstä helpommin saatavilla maailmanlaajuisesti.
Toinen keskeinen linja on se, että uuden sukupolven aurinkokennot, kuten perovskiittikennot3D-tulostamalla optimoidun geometrian omaavia telinemäisiä rakenteita on mahdollista luoda imukykyiset kerrokset, joilla on parannetut optiset ja sähköiset ominaisuudetvarauksenkuljettajien rekombinaation vähentämiseksi ja valonhallintaa parantamiseksi. Työ on käynnissä ohutkalvot, joilla on monimutkaisia 3D-rakenteita jotka voittavat perinteisten piikiekkojen rajoitukset sekä kustannusten että ympäristövaikutusten suhteen.
Solujen lisäksi myös lisäainevalmistus auttaa parantaa sähköliitäntöjä, liitososia, alustoja ja rakenneosia moduulien sisäisiä geometrioita, huokoisuutta tai pinnan karheutta tarkasti säätämällä. Kaikki tämä edistää paneelien parempi suorituskyky ja pidempi käyttöikä.
Tuulivoimassa 3D-tulostusta on käytetty vuodesta terien ja komponenttien prototyyppivaihe aina suurten muottien valmistukseen ja joissakin projekteissa jopa kokonaisten rakenneosien tuotantoon. FDM- ja SLS-tekniikoita käytetään yleisesti prototyypit ja pienet tai keskikokoiset osat, kun taas DMLS:ää tai DLMS:ää käytetään erittäin tarkat metallikomponentit gondoleissa, voimansiirtojärjestelmissä, jarruissa tai laakereissa.
Yritykset, kuten Siemens Gamesa tai Vestas, ovat jo integroituneet metallien 3D-tulostus turbiinien tiettyjen osien valmistukseen ja optimointiinSamanaikaisesti kehitystyötä on käynnissä suurikokoiset tulostimet, kuten Mainen yliopiston edistämä hanke, jonka tarkoituksena on valmistaa täysikokoisia muotteja lapioille biopolymeereistä taloudellisempi ja mahdollisesti kierrätettävämpi.
Esimerkiksi startup-yritys Orbital Composites työskentelee 3D-tulostusrobotit tuottavat tuuliturbiinin lapoja ja rakenteita paikan päällä, jopa harkittaessa merellä tapahtuvaa valmistusta laivoilla. Heidän tavoitteenaan on nykyisten logististen rajoitusten voittaminen (Yhdysvaltojen kaltaisissa maissa kuljetus rajoittaa lapojen pituuden noin 53–62 metriin) ja mahdollistavat yli 100 metriä pitkien lapojen turbiinien tuotannon suoraan siellä, missä niitä käytetään.
Lisäksi ne muuttavat vanhojen lapioiden jätettä uusissa tulostettavissa materiaaleissa, sulkemalla kierron ja ratkaisemalla yhden alan suurimmista ongelmista: lasikuituvahvisteisten komposiittien kierrätyksen. 3D-tulostuksen käyttö mahdollistaa kevyitä ja monimutkaisia rakenteita jotka vähentävät turbiinin kokonaispainoa ja parantavat sen aerodynaamista suorituskykyä.
Energian varastoinnissa lisäainevalmistus mahdollistaa seuraavien kehitystyön: Epätavanomaisen geometrian omaavat akut ja superkondensaattoritSen sijaan, että ne rajoittuisivat sylinterimäisiin tai prismaattisiin muotoihin, ne tutkivat Räätälöidyt mallit, jotka integroituvat paremmin kannettaviin laitteisiin, ajoneuvoihin tai teollisuuslaitteisiinhyödyntäen sisäisiä 3D-rakenteita, jotka lisäävät aktiivista pinta-alaa ja parantavat energiaa tai tehotiheyttä.
3D-tulostusta käytetään myös tuottamaan polttokennot ja elektrolyyseritsekä protoninvaihtokalvon (PEM) että kiinteän oksidin (SOC) kerrostumat. Kyky kerrostua ohuet elektrolyyttikerrokset, funktionaaliset elektrodit ja katalyytit porrastetuilla koostumuksilla Se mahdollistaa optimoidun solun suorituskyvyn. Stereolitografian ja DLP:n edistysaskeleet ionijohtavat keramiikat Ne avaavat oven monimutkaisemmille ja kompaktimmille malleille, tuoden seuraavan sukupolven tehokkaita laitteita lähemmäksi.
3D-tulostus fossiilisissa polttoaineissa ja hiilen talteenotto
Vaikka prioriteettina on siirtyä uusiutuviin energialähteisiin, fossiilisilla polttoaineilla on edelleen merkittävä rooli, ja myös 3D-tulostus auttaa vähentää ympäristövaikutuksiaan ja parantaa tehokkuuttaanEsimerkiksi porauslaitteissa lisäainevalmistus mahdollistaa suunnittele kevyempiä ja vahvempia komponentteja äärimmäisiin olosuhteisiinTämä vähentää energiankulutusta ja parantaa turvallisuutta.
Valmistusmahdollisuus räätälöidyt osat ja monimutkaiset sisäiset kanavat Se helpottaa kriittisten työkalujen jäähdytystä, voitelua ja rakenteellista käyttäytymistä minimoiden katastrofaalisten vikojen riskin. Lisäksi monet edistyneet toiminnot ovat siitä riippuvaisia. kierrätettäviä tai kestävämpiä materiaalejaporaustoiminnan globaalin hiilijalanjäljen pienentäminen.
Hiilidioksidin talteenotossa (CC) yksi suurimmista haasteista on vähentää prosessin energiankulutustaNestemäiset liuotinpohjaiset järjestelmät, vaikka ne ovatkin kypsiä, kärsivät korroosio-ongelmista, alhaisesta CO2-kapasiteetista ja voimakkaan jäähdytyksen tarpeesta kaasun ja absorboivan aineen välisen eksotermisen reaktion hallitsemiseksi.
Additiivinen valmistus tarjoaa mahdollisuuden suunnitella lämmönvaihtimet ja reaktorit, joilla on erittäin monimutkaiset sisäiset geometriatmahdotonta saavuttaa perinteisillä menetelmillä. Tämän ansiosta on mahdollista Optimoi vaiheiden välinen jäähdytys, paranna lämmönsiirtoa ja lisää talteenottotehokkuutta pitämällä absorboijan optimaalisella lämpötila-alueella.
Yhdistämällä lämpö- ja prosessitoiminnot yhteen yksikköön komponenttien määrä vähenee, häviöt minimoituvat ja talteenottojärjestelmien kokonaistehokkuus paranee. Se vähentää suurten teollisuuslaitosten hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kustannuksia.
Tekniset, sääntelyyn liittyvät ja skaalautumishaasteet lisäainevalmistuksessa
Tietenkään kyse ei ole pelkästään eduista. Yksi tärkeimmistä esteistä on edelleen materiaalien saatavuus ja käyttäytyminenMonet 3D-tulostusprosessit toimivat pääasiassa polymeerien tai hartsien kanssa, kun taas energiasektori tyypillisesti vaatii erittäin lujat metallit, edistyneet seokset, rakennekeraamit tai materiaalit, joilla on erittäin erityiset sähköiset ja lämpöominaisuudet.
Niitä tarvitaan esimerkiksi aurinkokennoissa, polttokennoissa tai ydinvoiman komponenteissa. hienosäädetyt ominaisuudet, kuten johtavuus, lämmönkestävyys, mekaaninen lujuus ja kestävyysVaikka metalli- ja keraamisia ratkaisuja on jo olemassa, monia yhdistelmiä on vielä validoitava. uusien materiaalien ja painoparametrien sertifiointi Se ei ole nopea eikä halpa.
Toinen ongelma on tuotannon skaalaaminenLyhyiden sarjojen tai erittäin monimutkaisten osien osalta 3D-tulostus on erittäin kilpailukykyistä, mutta Kun puhumme yksinkertaisten komponenttien massatuotannosta, kustannukset ja nopeus eivät aina kilpaile perinteisen valmistuksen kanssa.Suurikokoiset koneet ovat myös usein rajoitettuja tiettyihin kokoihin ja materiaaleihin, mikä vaikeuttaa niiden käyttöä laajamittaisissa energiaprojekteissa.
Osien laatu itsessään voi vaihdella, jos Prosessiparametreja ja ympäristöolosuhteita ei valvota tiukastiIlman selkeää standardointia on vaikea taata, että yhdessä tehtaassa painettu osa täyttää samat vaatimukset kuin toisella mantereella eri koneella tai jopa eri ohjelmistoversiolla valmistettu osa.
Tähän on lisätty sääntelyyn ja ympäristöön liittyvät huolenaiheetTiettyjen muovien intensiivinen käyttö, ultrapienten hiukkasten päästöt joissakin prosesseissa tai tiettyjen edistyneiden tulostimien sähkönkulutus voivat olla ristiriidassa kestävän kehityksen tavoitteiden kanssa, jos niitä ei hallita asianmukaisesti. Siksi kiinnostus kasvaa. biopohjaiset, biohajoavat materiaalit ja prosessit, joissa jauhe- tai raaka-aineiden uudelleenkäyttö on korkea.
Teema Immateriaalioikeudet ja kyberturvallisuus Eikä se ole merkityksetöntä. Fyysisen objektin arvon siirtäminen suunnittelutiedostoon aiheuttaa uusia riskejä: luvattomia kopioita, manipuloituja malleja tai alkuperäisiä eritelmiä noudattamatta tehtyjä tulosteita. Kriittisillä aloilla, kuten energia-alalla, laittomasti kopioidulla tai huonosti painetulla komponentilla voi olla vakavia seurauksia. Tästä voi tulla merkittävä turvallisuus- ja oikeudellinen vastuuongelma.
Ympäristöystävälliset materiaalit ja hiilijalanjäljen pienentäminen 3D-tulostuksessa
Kaikkien näiden hakemusten ohella ns. "Vihreä" 3D-tulostuskeskittyen ympäristöystävällisempiin materiaaleihin ja prosesseihin. Hyvä esimerkki tästä on biopohjainen nailon PA11, joka on peräisin risiiniöljystä. Tämä sato Se ei kilpaile ravintoketjun kanssa, se hyödyntää marginaalisia maita ja vaatii vähemmän vettä., mikä pienentää sen ympäristöjalanjälkeä verrattuna öljypohjaisiin kestomuoveihin.
Prosesseissa, kuten HP Multi Jet Fusion, PA11 voi käytetään uudelleen erittäin tehokkaastiminimoi sulamattoman jauheen jätteen. Kestävän profiilinsa lisäksi se tarjoaa hyvä mekaaninen lujuus, joustavuus ja korkea kemikaalien kestävyysTämä tekee siitä kiinnostavan koteloissa, putkissa ja komponenteissa, jotka altistuvat kohtalaiselle rasitukselle energialaitteissa.
Toinen silmiinpistävä materiaali on ECOtech, biohajoava polymeeri, joka on sertifioitu standardin DIN EN ISO 14855 mukaisestiSe yhdistää tiettyjen perinteisten kestomuovien kaltaiset mekaaniset ominaisuudet kykyyn hajota hallitusti sopivissa olosuhteissa, mikä auttaa vähentää muovijätettä pitkällä aikavälillä.
Myös materiaaleissa on tapahtunut merkittäviä parannuksia, kuten PA12, lasitäytteinen PA12, PP, valkoinen PA12 tai TPUEsimerkiksi jotkut PA12-laadut ovat saavuttaneet lähes 50 prosentin hiilijalanjäljen pienentäminen uusiutuvan energian käytön ansiosta tuotannossa ja korkeampien pölyn uudelleenkäyttöasteiden ansiosta.
Itse asiassa, lähdettäessä 50–80 % jauheen uudelleenkäyttö Tietyissä prosesseissa osan hiilijalanjälkeä voidaan pienentää jopa 70 %. PP:n tapauksessa käytetään seuraavia materiaaleja: uudelleenkäyttöaste lähes 90 %Tämä vähentää entisestään materiaaliin ja painovaiheessa kulutettuun energiaan liittyvää vaikutusta.
3D-tulostus mahdollistaa myös optimoida malleja radikaalistiKevyemmät osat, useiden komponenttien yhdistäminen yhdeksi, strategiset sisäiset geometriat. Kaikki tämä tarkoittaa vähemmän materiaalia, vähemmän painoa, vähemmän energiaa valmistukseen, kuljetukseen ja käyttöönOn olemassa todellisia tapauksia, joissa osan uudelleensuunnittelu lisäainevalmistuksen avulla on tarkoittanut 38 %:n vähennykset CO2-päästöissä, 95 %:n vähennykset kustannuksissa ja 90 %:n vähennykset painossa verrattuna perinteiseen versioon.
Jos tähän lisätään vielä paikallista tai jopa paikan päällä tapahtuvaa tuotantoaLogistiikkareitit ja kuljetuksiin liittyvät päästöt vähenevät, mikä on erityisen arvokasta uusiutuvan infrastruktuurin käyttöönotossa syrjäisillä tai vaikeasti saavutettavilla alueilla.
Innovaatio, yhteistyö sekä hallitusten ja teollisuuden rooli
3D-tulostuksen kehitys energia-alalla kulkee käsi kädessä materiaalien, painotekniikoiden ja suunnitteluohjelmistojen kehitysEdistyneiden metallien, korkean suorituskyvyn keramiikan ja monimateriaalikomposiittien sisällyttäminen laajentaa mahdollisten sovellusten valikoimaa turbiinikoneissa, reaktoreissa, ydinvoimaloiden komponenteissa, varastolaitteissa ja offshore-rakenteissa.
Monimateriaalitulostus puolestaan mahdollistaa yhdistää eri alueet, joilla on erilaiset ominaisuudet, yhdeksi kokonaisuudeksiJohtava ja eristävä, jäykkä ja joustava, toisaalta korroosionkestävä ja toisaalta termisesti optimoitu. Tämä ominaisuus on erittäin mielenkiintoinen integroidut anturit, älykkäät rakenneosat ja ”kytketty” energialaitteisto.
Yhdistämällä additiivista valmistusta muihin nouseviin teknologioihin, kuten tekoäly, lisätty/virtuaalitodellisuus, yhteistyörobotiikka tai esineiden internetTämä avaa oven erittäin tehokkaille työnkuluille. Tekoälyalgoritmit voivat optimoida malleja ja tulostusparametrejaAR ja VR helpottavat mallien tarkastusta ja validointia; robotiikka mahdollistaa automatisoida suuria painosolujaJa IoT auttaa valvomaan jo asennettujen komponenttien suorituskykyä, mikä päättää suunnittelusyklin.
Yhteistyöt yliopistot, teknologiakeskukset, teollisuusyritykset ja painolaitteiden valmistajat Ne osoittautuvat avainasemassa oleviksi. Julkisten elinten, kuten talousministeriöiden tai energiatehokkuusvirastojen, ja kansallisten laboratorioiden, kuten ORNL:n tai Yhdysvaltain energiaministeriön, rahoittamat hankkeet Ne kiihdyttävät suurten muottien, painettujen betonirakenteiden, merituuliturbiinien ankkureiden ja roottorin lapojen uusien työkalujen kehitystä..
Euroopassa varoja kohdennetaan myös aloitteisiin, jotka koskevat Tulosta jättimäisiä hiekkamuotteja gondolin komponenteillelyhentämällä valmistusaikoja viikoista muutamaan päivään ja pienentämällä hiilijalanjälkeä tuottamalla lähempänä asennuspaikkaa. ACC:n ja Winddruckin kaltaiset projektit tutkivat Kuinka vähentää tuuliturbiinien lapojen laajamittaisen valmistuksen kustannuksia ja tehdä siitä kestävämpäätavoitteena uusiutuvien ja kierrätettävien materiaalien käyttö.
Hallitukset voivat puolestaan olla ratkaisevassa roolissa T&K-ohjelmat, verokannustimet ja selkeät sääntelykehykset jotka helpottavat kriittiseen käyttöön tarkoitettujen painettujen komponenttien sertifiointia. Kansainvälisesti yhdenmukaisten laatustandardien ja -normien laatiminen on olennaista Yritykset ovat luottavaisia ottaessaan näitä teknologioita käyttöön keskeisessä energiainfrastruktuurissa.
3D-tulostuksen nousu energia-alalla ei ole ohimenevä villitys: se reagoi toimitusketjun tehokkuuden, kestävyyden, nopeuden ja joustavuuden erittäin erityiset tarpeetKokonaisista tuuliturbiineista, jotka on suunniteltu ja painettu yhtenä kappaleena tuulitunnelitestausta varten, Espanjassa kehitettyihin hybridi-tuuliturbiineihin, joissa on integroidut aurinkosähköpaneelit, sekä offshore-lautoilla toimitettaviin varaosien toimitusverkostoihin. Käytännön esimerkit lisääntyvät ja osoittavat, että harppaus on jo käynnissä..
Tässä yhteydessä tulevina vuosina parhaiten asemoituneet yritykset ovat niitä, jotka tietävät integroi additiivisen valmistuksen energiastrategiaansaValitsemalla prosessit ja materiaalit huolellisesti, tekemällä yhteistyötä teknologiakumppaneiden kanssa, investoimalla edistyneeseen suunnitteluun ja sitoutumalla yhä kestävämpiin materiaaleihin ja menetelmiin 3D-tulostus ei korvaa kaikkea perinteistä valmistusta kerralla, mutta siitä on tulossa keskeinen toimija alalla. keskeinen palanen uutta globaalia energiapalapeliä.
