Hogyan elősegítheti a Metal 3D nyomtatás az energiafelszerelés intelligens fejlesztését?

1. anyagi innováció: Az intelligens energiaberendezések működéséhez szükséges anyagok elkészítése
Fém 3D -s nyomtatásTúllép a meglévő anyagrendszerek határain, és okosabb anyagi alternatívákat ad az energiaberendezések számára, amelyek jobban működnek durva körülmények között. Például az ACP100 reaktornyomás -hajó 3D nyomtatási projektje, amely a Kínai Nukleáris Power Research and Design Institute és a Southern Additív technológia közös erőfeszítései voltak, elektromos olvasztási additív technológiát alkalmaznak a nikkel - alapú ötvözetek készítéséhez, amelyek 15% -kal rezisztensek a sugárzáshoz, mint a hagyományos kurzusokhoz. Ugyanakkor a - érzékelő tömbökbe épített, amelyek szemmel tartják a neutron fluxusát és a hőmérséklet -változásokat valós időben, adatainak támogatását adva a nukleáris reaktorok intelligens ellenőrzéséhez.
A Vestas 3D - nyomtatott titánötvözetű penge formákat használ a szélenergia -üzletben. Ezek a formák nemcsak a pengék 6 hónapról 3 hétre történő elkészítéséhez szükséges időt csökkentik, hanem lehetővé teszik a penészre is, hogy a topológia optimalizálása révén reagáljon a stresszre. Amikor a pengéket súlyos szél sújtja, a penész belsejében lévő rácsszerkezet mikro deformáción keresztül terjed a stresszt. Ez teszi a berendezést hosszabb ideig, és a szélturbina egészségügyi menedzsment rendszerének szerkezeti biztonsági figyelmeztetéseit adja.
A hidrogénenergia területén számos példa található a technológiai fejlődésre. A Manchesteri Egyetem 3D - nyomtatott grafén nikkel -mátrix kompozit tárolótartályt készített, amely intelligensen szabályozza a hidrogén adszorpcióját és a deszorpciót a nanoméretű pórusszerkezet révén. Amikor a tárolótartályon belüli nyomás túl magasra kerül, az anyag felületén a grafén bevonat automatikusan vezet egy vezetőképes hálózatot. Ez elindítja a nyomáscsökkentő mechanizmust. Az "anyagi eszközrendszer", az intelligens válasz három szintjével, sokkal biztonságosabbá teszi a hidrogén energia szállítását.
2. Technológiai innováció: Az energiafelszerelés okos génének megváltoztatása
A Metal 3D nyomtatás a legnagyobb módja az intelligens energiafelszerelés előállításának, mivel "digitális natív" tulajdonságokkal rendelkezik. Például a gázturbinák előállításában a Siemens Energy több - lézeres együttműködési SLM technológiát használ 18 lézert egy eszközbe kombinálására. Az AI valós időben optimalizálja a szkennelési útvonalat, és a vállalat szerint ez 40% -kal hatékonyabbá teszi a nikkel - alapú szuperfüzetek égetési kamráinak gyártását. Fontosabban, hogy a digitális ikerrendszer könnyen importálhatja a nyomtatás során létrehozott több mint 2000 hőmérsékleti terepi adatpontot. Ez lehetővé teszi egy hőfáradási modell felépítését az égési kamra egész életében, ami lehetővé teszi a megelőző karbantartás elvégzését.
A RAME3D MetalFuse Metal 3D nyomtatója napelemes paneleket készíthet, akár 97% -os sűrűséggel a fotovoltaika területén. Ezt az FFF biztosíték technológiájának felhasználásával és a - kezelés zsírtalanításával hajtja végre. Az új ötlet az, hogy az RFID chipeket közvetlenül a berendezések konstrukciójába helyezzük. A chipek nyomon követhetik az alkatrészek hőmérsékletét és az áramot, amíg a napenergia -üzemek futnak. Ezután elküldhetik ezt az információt a felhőbe a tárgyak internetén keresztül. Ha a rendszer látja, hogy egy adott területen az energiatermelési hatékonyság rendellenesen csökken, akkor automatikusan elkezdi a pótalkatrészeket 3D nyomtatás segítségével. Ez létrehoz egy zárt - hurokrendszert a "diagnózis javításának" megfigyelésére, amely okos és könnyen használható.
A nukleáris üzemanyag -elemek elkészítésének intelligens változása sokkal fontosabb, mint egy standard. A CAP 1400 üzemanyag -szerelvény alsó cső ülése, amelyet a CNNC North Company készített, az SLM technológiát használva, a reaktor teljesítménye alapján megváltoztathatja a hűtőfolyadék áramlási sebességét.
3. Digitális iker: Az intelligens energiakészülékek adatainak meridiánjának összekapcsolása
A "digitális tükör" forradalma az energiaberendezésekben zajlik, mivel a fém 3D nyomtatás és a digitális iker technológia új módon jön össze. A GE Predix platformja a száloptikai érzékelőket 3D nyomtatott gázturbina alkatrészekbe helyezi, ami lehetővé teszi, hogy valós időben 100 000 adatpontot rögzítsen, és nagyon pontos digitális modelleket készítsen. A rendszer 0,1 másodperc alatt képes a fizikai jeleket a digitális modellekhez illeszteni, amikor a tényleges eszköz rendellenesen rezeg, miközben működik. Ez lehetővé teszi, hogy megtalálja a probléma gyökerét, és javítási terveket készítsen, 65%-kal csökkentve a nem tervezett leállást.
A Vestas 3D nyomtatási kísérleti projektje a szélerőműben megmutatja, hogy a digitális ikrek hogyan használhatók az üzleti életben. A rendszer megjósolja, mikor az alkatrészek 72 órával előre megszakadnak, és automatikusan ütemezik a 3D -s nyomtatási berendezéseket, hogy újakat készítsenek azáltal, hogy az egyes szélturbinák digitális modelljét létrehozzák, több mint 2000 paraméterrel, valamint az időjárási adatokkal, valamint a múltbeli működési és karbantartási nyilvántartásokkal. Ez a módszer 22% -kal csökkentette a működési és karbantartási költségeket, és 3,8% -kal növelte az energiatermelést a cselekvéstől számított hat hónapon belül.
A digitális ikrek használata az atomenergia területén tovább halad a - gondolkodás. Az Egyesült Államok Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumában a TCR kezdeményezés sok fizikai pályával, például a neutronszállítással és a termikus hidraulikával rendelkező digitális ikert akar készíteni, a reaktormag modelljének 3D -s nyomtatásával. A rendszer 100 000 különböző működési tevékenységet szimulálhat, és automatikusan előállíthatja a legjobb ellenőrzési stratégiát. A várakozási időt 40% -kal csökkenti, és 25% -kal meghosszabbítja az üzemanyag -ciklus időszakát, megteremtve a negyedik generációs atomenergia -rendszer intelligens működésének alapjait.
4. Ipari ökológia: Az intelligens energiaberendezések hálózatának elkészítése, amely együtt működik
A Metal 3D nyomtatás megváltoztatja az energiaberendezések gyártásának módját, létrehozva a "Design Manufacturing Service" intelligens hálózatát. A Conocophillips Alaszkában végzett munkája erre jó példa: létrehoztak egy mobil fém 3D nyomtatási műhelyt, és kombinálták egy AI - vezérelt rendszerrel a pótalkatrészek igényeinek előrejelzésére. Ez lehetővé tette számukra, hogy a gázturbina égő dugókat okos módon készítsenek a saját területükön. Amikor az eszközérzékelő látja, hogy egy rész egyre elhasználódik, a rendszer automatikusan felhívja a 3D modellt a digitális leltárból, és beállítja a legközelebbi nyomdát az új alkatrészek elkészítéséhez. Ez csökkenti az ellátási lánc 30 hétről 3 napra való reagálását.
A Longi Green Energy "elosztott 3D -s nyomtatási hálózata" inkább vágási - él a fotovoltaika területén. A vállalat a RAME3D Pro3 Plus nyomtatók használatával elvégezte a „Lokalizált termelés+globális ütemezését” a fotovoltaikus erőműveknél az egész világon, és kombinálja azokat a RaiseCloud távirányító rendszerrel. Ha az erőmű csomópontja megszakad, akkor a rendszer először választja ki a legközelebbi 3D nyomtatási csomópontot a pótalkatrészek készítéséhez. Ugyanakkor digitális iker -elemzést indít arról, hogy mi okozta a problémát, hogy ez ne történjen meg újra. Ez a "gyártás mint szolgáltatás" (MAAS) koncepció 40% -kal hatékonyabbá tette a fotovoltaikus erőműveket, és 0,02 dollár / kilowatt órával csökkentette a villamos energia költségeit.