Apa potensi aplikasi pencetakan 3D logam di industri energi masa depan?

1. Bidang Energi Nuklir: Teknologi "Inti" menembus batas -batas manufaktur tradisional
Komponen dalam pembangkit listrik tenaga nuklir harus sangat dapat diandalkan. Mereka harus dapat melakukan dalam situasi yang sangat keras, seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, dan radiasi yang kuat. Saat membuat konstruksi saluran aliran yang kompleks, metode tradisional memiliki masalah dengan prosedur. Namun,Pencetakan 3D logamTeknologi dapat melakukan cetakan terintegrasi dengan menggabungkan lapisan bersama. Misalnya, impeller pompa pendingin reaktor nuklir yang dibuat dengan teknologi elektron beam lebur (EBM) memiliki saluran pendingin internal yang hanya selebar 2mm. Sulit untuk membuat struktur dengan tingkat presisi ini menggunakan metode casting standar. Lebih penting lagi, meningkatkan struktur topologi membuat impeller cetak 3D 30% lebih ringan dari desain standar dan meningkatkan efisiensi pendinginan sebesar 15% pada daya yang sama.
Pencetakan 3D logam mendorong pengembangan tabung kelongsong paduan zirkonium dalam siklus bahan bakar nuklir. Dibutuhkan beberapa umpan dingin dan anil untuk membuat tabung paduan zirkonium tradisional. Namun, teknologi pencetakan 3D dapat membuat tabung berdinding - tipis dengan ketebalan dinding 0,3mm segera, dengan orientasi butir yang dapat disesuaikan dan resistansi pembengkakan radiasi 40% yang lebih baik. Pada tahun 2030, sebuah perusahaan tenaga nuklir tertentu berharap dapat menggunakan jalur produksi pilot zirkonium alloy tube 3D pertama di dunia untuk bisnis.
2. Industri hidrogen adalah alat utama untuk menyelesaikan "Segitiga yang mustahil."
Bisnis energi hidrogen melawan "segitiga mustahil" dari keselamatan, biaya, dan efisiensi. Teknologi pencetakan 3D logam menawarkan jawaban terobosan dengan mengubah bahan dan mengoptimalkan struktur. Lempeng bipolar adalah bagian terpenting dari elektrolil membran pertukaran proton yang membuat hidrogen dari air. Desain saluran alirannya memiliki dampak langsung pada seberapa efisien hidrogen dibuat. Sulit mendapatkan mikrometer - level Accuracy dengan metode stamping tradisional. Tetapi pelat bipolar paduan titanium 3D yang dicetak dapat mengurangi lebar saluran dari 1mm menjadi 0,2mm, yang membuat elektrolisis 8% lebih efisien. Perusahaan energi baru telah memotong biaya membuat pelat bipolar sebesar 60% menggunakan teknologi pencetakan 3D. Tangki tunggal sekarang dapat menghasilkan lebih dari 1000nm³/jam hidrogen.
Teknologi pencetakan 3D membuat tangki penyimpanan hidrogen gas - tinggi lebih ringan, yang merupakan langkah besar ke depan dalam proses penyimpanan hidrogen. Menggunakan desain optimasi topologi, ketebalan dinding bagian dalam logam dari tangki penyimpanan yang dibungkus serat karbon dapat dipotong dari 8mm hingga 5mm. Ini menjaga kapasitas tekanan tangki pada 70MPA dan meningkatkan kepadatan penyimpanan hidrogen per satuan massa sebesar 15%. Bahkan lebih mengesankan bahwa teknologi pencetakan 3D dapat membuat perubahan bahan yang berbeda dari satu ke yang lain, seperti mencetak lapisan tantalum di atas liner paduan titanium. Ini menurunkan risiko embrittlement hidrogen sebesar 90% dan memperpanjang umur tangki penyimpanan hingga 20 tahun.
3. Energi Terbarukan: Mengubah cara peralatan energi bersih dibuat
Di dunia tenaga angin, pencetakan 3D logam menghilangkan masalah memiliki hal -hal yang besar dan ringan. Misalnya, metode penempaan standar membutuhkan 120 ton baja ingot untuk membuat poros utama turbin angin lepas pantai 15MW, namun mereka hanya menggunakan kurang dari 40% bahan. Tetapi teknologi pencetakan 3D menggunakan struktur gradien berongga yang dapat menurunkan berat poros utama dari 45 ton menjadi 28 ton dan membuatnya bertahan 2,3 kali lebih lama dari desain standar melalui pengaturan kisi biomimetik. Pabrik pencetakan 3D logam SLM terbesar di dunia dikembangkan oleh perusahaan tenaga angin. Satu mesin dapat mencetak bagian melingkar yang selebar 2,5 meter, dan pabrik dapat membuat bagian yang cukup untuk 500 turbin angin setiap tahun.
Terobosan dalam teknologi pencetakan 3D juga membantu bisnis fotovoltaik. Pencetakan 3D logam dapat membuat pola elektroda skala nano dalam produksi sel perovskit. Ini mengurangi ketebalan cahaya - menyerap dari 500nm menjadi 200nm, yang meningkatkan efisiensi konversi sel menjadi lebih dari 33%. 3 D teknologi pencetakan dapat membuat struktur sel melengkung yang tidak bisa, yang tidak bisa, yang membuka cara baru untuk membuat fotovolt terintegrasi (BIPVVV). Sekelompok peneliti telah menyusun alat -alat khusus untuk mencetak film tipis Copper Gallium Selenide (CIGS). Ini memotong waktu yang dibutuhkan untuk mencetak satu komposit sel tunggal dari 72 jam menjadi bahan menjadi 8 jam.
4. Pengembangan Geotermal: Cara Masuk ke Kata Sandi Manufaktur dalam Kondisi Sulit
Alat pengeboran harus dapat menahan suhu dan korosi yang sangat tinggi untuk menghasilkan listrik panas bumi. Pada 350 derajat, nikel tradisional - Bit bor paduan cenderung retak karena korosi stres dalam cairan panas bumi. Namun, teknologi pencetakan 3D dapat membuat lapisan penguatan paduan tungsten molibdenum setebal 0,5mm di permukaan bit bor melalui desain gradien komposisi. Ini meningkatkan suhu kerja hingga 500 derajat dan tiga kali lipat masa pakai. Ketika sebuah perusahaan pengembangan panas bumi mulai menggunakan bit bor 3D, biaya penggalian sumur tunggal turun dari 12 juta yuan menjadi 7,5 juta yuan, dan waktu yang dibutuhkan untuk mengebor sumur turun sebesar 40%.
Dalam peningkatan sistem panas bumi (EGS), pencetakan 3D membantu membangun penyimpanan termal buatan yang cerdas. Mencetak piring panduan dengan saluran kecil memungkinkan Anda mengatur dengan tepat di mana air yang disuntikkan mengalir dalam formasi. Ini membuatnya 25% lebih efisien dalam mengekstraksi panas. Yang lebih inovatif adalah bahwa teknologi pencetakan 3D dapat membuat alat penyelesaian sumur yang cerdas dengan sensor yang dapat melacak data suhu dan tekanan secara real time, membantu membuat keputusan tentang bagaimana mengelola sumber daya panas bumi.