Qual è la tendenza di sviluppo futura della tecnologia di stampa 3D in metallo nel settore energetico?

1, sviluppo rivoluzionario nella produzione e nella rigenerazione di intricati componenti di energia nucleare
Le prestazioni dei materiali e i requisiti di accuratezza della produzione per le apparecchiature di energia nucleare sono piuttosto elevate e componenti strutturali complicati sono impegnativi per le tecniche standard da raggiungere. Impilando le polveri di metallo strato per strato,Stampa 3D in metalloLa tecnologia può realizzare lo stampaggio integrato di parti critiche come gruppi di asta di combustibile, generatori di vapore e vasi di pressione del reattore nucleare. Ciò riduce notevolmente il numero di articolazioni di saldatura migliorando al contempo la resistenza strutturale e la tenuta. L'attrezzatura QBeam S600 di Qingyan Intelligent Beam, ad esempio, ha effettivamente utilizzato la tecnologia del fascio di elettroni a doppia pistola per realizzare preriscaldamento e scansione sincroni di materiali in lega di temperatura - alti. Ciò ha aumentato la resa di stampa di crack - materiali sensibili dal 65% al ​​92%, offrendo una soluzione affidabile per la produzione di componenti di energia nucleare.
La rigenerazione dei vecchi componenti è urgentemente necessaria, poiché le apparecchiature di energia nucleare hanno elevate spese operative e di manutenzione. Se abbinato alla tecnologia di stampa materiale a gradiente, la tecnologia di stampa 3D in metallo può ricreare rapidamente i componenti rotti attraverso il reverse ingegneria, con conseguente riparazione funzionale e miglioramenti delle prestazioni. Ad esempio, la tecnologia di formazione integrata per le pipeline principali dell'energia nucleare, creata in collaborazione con la Cina General Nuclear Power Corporation, si riduce alla saldatura del sito - del 90% e i costi di funzionamento e manutenzione del 40% razionalizzando la struttura convenzionale, che necessita di 127 parti da assemblare in un unico pezzo.
2, il settore dell'energia dell'idrogeno: doppio miglioramento dell'efficienza e delle prestazioni dei componenti essenziali
Nella sua catena industriale, che comprende cellule elettrolitiche, celle a combustibile, serbatoi di accumulo di idrogeno e altre attrezzature, l'energia dell'idrogeno ha requisiti molto elevati per la conduttività del materiale, la resistenza alla corrosione e leggero. Attraverso la progettazione di ottimizzazione della topologia, la tecnologia di stampa 3D in metallo può incorporare fori di montaggio del sensore di temperatura, fori di diffusione dell'idrogeno e canali di flusso serpentino nelle piastre bipolari delle celle a combustibile, aumentando la densità di potenza della pila di celle a combustibile del 25% e il tasso di utilizzo dell'idrogeno del 15%. Ad esempio, le piastre bipolari della Toyota Mirai Cell Celte Celtes sono realizzate utilizzando la stampa 3D, che non solo elimina la necessità di più di 200 stampi di canali di flusso separati ma riduce anche il volume della stack del 30% e il suo inizio - in aumento a -30 gradi.
La stampa 3D in metallo può essere utilizzata per creare serbatoi leggeri, altamente durevoli, alti - di accumulo di idrogeno. Il peso dei serbatoi di accumulo di idrogeno può essere ridotto del 40% mentre la resistenza a compressione viene raddoppiata utilizzando la lega di titanio o i materiali in lega ad alta entropia in combinazione con un design della struttura reticolare biomimetica. Inoltre, le piastre elettrodi a cellule elettrolitiche e i frame del diaframma, l'ottimizzazione del canale del flusso di elettroliti e l'efficienza della generazione di idrogeno possono essere raggiunti con la tecnologia di stampa 3D.
3, il settore energetico rinnovabile: efficienza e costo - Miglioramenti di riduzione delle apparecchiature fotovoltaiche e eoliche
L'ottimizzazione delle prestazioni aerodinamiche della lama della turbina eolica e della riduzione del peso sono essenziali per aumentare l'efficienza della generazione di energia. Ottimizzando la topologia, la tecnologia di stampa 3D in metallo può produrre intricati elementi strutturali come cuscinetti del tono e connettori delle radici della lama, utilizzando meno materiale e aumentando la resistenza alla fatica. Ad esempio, la spruzzatura adesiva di Vestas - ha realizzato che i connettori a base di radici della turbina eolica a livello di 100 metri hanno una riduzione del peso del 66% e una riduzione del volume del 65% mantenendo la resistenza alla fatica. Ciò ha portato a una riduzione del 18% della coppia di avvio della lama e un aumento del 3,2% nella generazione di energia annuale.
I supporti per pannelli solari e i sistemi di tracciamento possono essere prodotti utilizzando la tecnologia di stampa 3D in metallo nel settore dei fotovoltaici. Mentre la stampa 3D può eseguire lo stampaggio integrato, che riduce la quantità di parti e processi di assemblaggio, le staffe tradizionali devono essere fabbricate utilizzando tecniche come il timbro e la saldatura. Ad esempio, il tempo - polvere di acciaio resistente utilizzata per stampare la staffa solare che Bering 3D progettava per le regioni remote dell'Africa elimina la necessità di cross - Spedizione del bordo e stoccaggio, tagliando l'impronta di carbonio di un singolo sistema del 45% e accelerando il ciclo di installazione del 70%.
4, Materiale della batteria Innovazione e ottimizzazione strutturale nel settore dell'archiviazione energetica
L'innovazione nei materiali elettrodi ed elettroliti è essenziale per migliorare le prestazioni dello stato solido - e litio - batterie a ioni. Attraverso un controllo preciso sul livello Nano Micro -, la tecnologia di stampa 3D in metallo può creare elettrodi con tre architetture porose dimensionali -, aumentando il carico di materiali attivi e migliorando l'efficienza del trasporto di ioni. La porosità del silicio - elettrodi negativi realizzati con la tecnologia di stampa 3D, ad esempio, può essere regolata tra il 60% e l'80%. Ciò riduce in modo significativo il problema dell'espansione del volume durante la ricarica e lo scarico e più che triplicare la capacità della batteria.
Inoltre, gli elementi strutturali del pacco batteria che sono leggeri possono essere prodotti dalla stampa 3D in metallo. La combinazione dell'architettura reticolare biomimetica con materiali in lega di alluminio o magnesio può ridurre il peso del pacco batteria del 30% e aumentare la resistenza all'impatto di due volte. Ad esempio, utilizzando la tecnologia di stampa 3D, una nuova società di veicoli energetici è stata in grado di integrare il telaio, migliorare la rigidità del veicolo, ridurre le procedure di saldatura e aumentare l'integrazione del pacco batteria del 40%, che ha portato ad un aumento del 15% del raggio di guida.
5, ricostruire l'ecologia industriale e l'integrazione della tecnologia
I robot, l'Internet of Things, l'intelligenza artificiale e altre tecnologie saranno strettamente incorporati con la tecnologia di stampa 3D in metallo in futuro per supportare il cambiamento di automazione e intelligenza nella produzione di apparecchiature energetiche. Ad esempio, la libreria di processi intelligenti di Platinum Technology, che incorpora oltre 100.000 set di caratteristiche del materiale, può produrre la migliore soluzione di stampa con un singolo clic e utilizzare un sistema di pianificazione del percorso AI per ridurre il tasso di rottami del 30%. L'approccio di produzione distribuito diventerà anche più popolare, utilizzando piattaforme cloud per collegare i nodi di produzione regionali e le risorse di progettazione globale al fine di realizzare "stampa locale, distribuzione globale", che ridurrà ulteriormente i costi di inventario e abbrevia il ciclo della catena di approvvigionamento.
La stampa 3D in metallo aiuterà il settore energetico a sviluppare un ecosistema integrato di "servizi di attrezzatura per materiali" in termini di ecologia industriale. Lo sviluppo della polvere sferica in lega di titanio, ad esempio, di Bolite e Xi'an Sailong Metal migliora notevolmente il flusso e facilita una maggiore stampa di precisione; Le due società sviluppano anche soluzioni di stampa 3D in metallo di livello industriale con Siemens, incorporano nel software di simulazione del processo della casa - e facilitano l'analisi dell'accoppiamento del campo multifisico. Questo modello di integrazione verticale accelererà l'adozione di tecnologie e ridurrà la barriera all'ingresso nel settore.
6, produzione ecologica e crescita sostenibile
La tecnologia di stampa 3D in metallo può ottenere un tasso di utilizzo materiale di oltre il 90%, che è tre volte maggiore dei metodi convenzionali e riduce notevolmente i rifiuti delle risorse di produzione. Le emissioni di carbonio durante le fasi di lancio di razzi sono state ridotte direttamente dalla camera di spinta del motore a razzo di Platinum Technology, ad esempio, che ha visto un tasso di utilizzo del materiale aumentare dal 15% nei processi tradizionali al 92% con una riduzione del peso del 60% per le singole parti. L'uso di sistemi di screening e rigenerazione delle polveri ha aumentato il tasso di recupero delle polveri in metallo al 95% e una riduzione dell'inquinamento ambientale durante il processo di produzione. Inoltre, il consumo di energia delle apparecchiature può essere ridotto del 20% ottimizzando l'efficienza laser e gli schemi di gestione termica.