Hoe kan metaal 3D -printen de intelligente ontwikkeling van energieapparatuur bevorderen?

1. Materiële innovatie: het maken van de materialen die Smart Energy Equipment nodig heeft om te werken
Metaal 3D -printengaat verder dan de grenzen van bestaande materiaalsystemen en geeft energie -apparatuur slimmer materiaalalternatieven die beter werken in barre omstandigheden. Het ACP100 -reactor drukvat 3D -printproject, dat een gezamenlijke inspanning was tussen het China Nuclear Power Research and Design Institute en Southern Additive Technology, gebruikt bijvoorbeeld elektrische smeltadditieve technologie om nikkel - gebaseerde legeringen te maken die 15% meer resistent zijn voor straling dan traditionele vergingen. Tegelijkertijd heeft het - gebouwd in sensorarrays die de neutronenflux en temperatuurveranderingen in realtime in de gaten houden, waardoor gegevensondersteuning voor slimme controle van kernreactoren worden gegeven.
Vestas gebruikt 3D - Gedrukte titaniumlegering messen in de windenergiebedrijf. Deze mallen verminderen niet alleen de tijd die nodig is om de messen van 6 maanden tot 3 weken te maken, maar ze laten ook de schimmel reageren op stress door topologie -optimalisatieontwerp. Wanneer de messen worden geraakt door ernstige winden, verspreidt de roosterstructuur in de mal stress uit door micro -vervorming. Dit zorgt ervoor dat de apparatuur langer meegaat en geeft het windturbine -gezondheidsbeheersysteem structurele veiligheidswaarschuwingen.
Er zijn veel voorbeelden van technologische vooruitgang op het gebied van waterstofergie. De Universiteit van Manchester produceerde een 3D - gedrukte grafeen nikkelmatrix composietopslagtank die op intelligente wijze waterstofadsorptie en desorptie kan regelen door poriënstructuur op nanoschaal. Wanneer de druk in de opslagtank te hoog wordt, zal de grafeencoating op het oppervlak van het materiaal automatisch een geleidend netwerk bouwen. Dit zal het drukverlichting mechanisme veroorzaken. Het "materiaalapparaatsysteem" met zijn drie niveaus van intelligente respons maakt het transport van waterstofergie veel veiliger.
2. Technologische innovatie: het slimme gen veranderen van het maken van energieapparatuur
Metal 3D -printen is de grootste manier om slimme energieapparatuur te produceren, omdat het "digitale native" kwaliteiten heeft. Bij de productie van gasturbines gebruikt Siemens Energy bijvoorbeeld multi - laser -samenwerkings -SLM -technologie om 18 lasers in één apparaat te combineren. AI optimaliseert het scanpad in realtime, en het bedrijf zegt dat dit de productie van nikkel - gebaseerde superalys verbrandingskamers 40% efficiënter maakt. Cruciaal is dat het digitale tweelingsysteem gemakkelijk de meer dan 2000 temperatuurveldgegevenspunten kan importeren die tijdens het afdrukken zijn gemaakt. Hiermee kunt u een thermisch vermoeidheidsmodel bouwen voor het hele leven van de verbrandingskamer, waardoor het mogelijk is om preventief onderhoud te doen.
Raise3D's MetalFuse Metal 3D -printer kan zonnepaneelarmaturen maken met een dichtheid van maximaal 97% op het gebied van fotovoltaïsche. Het doet dit door de FFF -zekeringtechnologie te gebruiken en de sinterpost te debaten - behandeling. Het nieuwe idee is om RFID -chips rechtstreeks in de constructies van armaturen te plaatsen. De chips kunnen dingen bijhouden als componenttemperatuur en stroom terwijl de zonne -energiecentrales draaien. Ze kunnen deze informatie vervolgens naar de cloud verzenden via het internet der dingen. Als het systeem ziet dat de efficiëntie van stroomopwekking in een bepaald gebied abnormaal daalt, begint het automatisch reserveonderdelen te maken met 3D -printen. Dit zal een gesloten - lussysteem creëren voor "Monitoring Diagnose Repair" dat slim en gemakkelijk te gebruiken is.
De slimme verandering in hoe nucleaire brandstofelementen worden aangebracht, is als standaard veel belangrijker. De CAP 1400 brandstofassemblage onderste buisstoel gemaakt door CNNC North Company met behulp van SLM -technologie kan de stroomsnelheid van de koelvloeistof veranderen op basis van het vermogen van de reactor door helaas Pre te gebruiken
3. Digitale tweeling: het koppelen van de datameridiaan van Smart Energy -apparaten
Een "digitale spiegel" -revolutie vindt plaats in energieapparatuur omdat metaal 3D -printen en digitale tweelingtechnologie op nieuwe manieren samenkomen. Het Predix -platform van GE plaatst glasvezelsensoren in 3D -geprinte gasturbine -onderdelen, waardoor het 100.000 gegevenspunten in realtime kan vastleggen en digitale modellen die zeer nauwkeurig zijn. Het systeem kan in 0,1 seconden fysieke signalen overeenkomen met digitale modellen wanneer het daadwerkelijke apparaat abnormaal trilt terwijl het werkt. Dit laat het de wortel van het probleem vinden en reparatieplannen maken, waardoor de niet -geplande downtime met 65%wordt verkort.
Het 3D -printpilootproject van Vestas in de windenergie -industrie laat zien hoe digitale tweelingen in het bedrijfsleven kunnen worden gebruikt. Het systeem kan voorspellen wanneer onderdelen 72 uur van tevoren breken en automatisch 3D -afdrukapparatuur plannen om nieuwe te maken door een digitaal model van elke windturbine te maken met meer dan 2000 parameters, samen met weergegevens en records van verleden werking en onderhoud. Deze methode verlaagde de bedrijfs- en onderhoudskosten met 22% en verhoogde stroomopwekking met 3,8% binnen zes maanden na in actie gebrachte.
Het gebruik van digitale tweelingen in het gebied van kernenergie is meer vooruit - denken. Het TCR -initiatief in het Oak Ridge National Laboratory in de VS wil een digitale tweeling maken met veel fysieke velden, zoals neutronentransport en thermische hydraulica, door een model van een reactormern af te drukken. Het systeem kan 100.000 verschillende operationele antueraties simuleren en automatisch de beste besturingsstrategie bedenken. Het verkort de wachttijd met 40% en verlengt de brandstofcyclusperiode met 25%, waardoor de basis wordt vastgesteld voor de intelligente operaties van het kernsysteem van de vierde generatie.
4. Industriële ecologie: het maken van een netwerk van slimme energieapparatuur die samenwerkt
Metal 3D -printen verandert de manier waarop energieapparatuur wordt gemaakt, waardoor een slim netwerk van "ontwerpproductieservice" ontstaat. Het werk van ConocoPhillips in Alaska is hier een goed voorbeeld van: ze hebben een Mobile Metal 3D -printworkshop opgezet en gecombineerd met een AI - aangedreven systeem voor het voorspellen van de vraag naar reserveonderdelen. Dit heeft hen in staat gesteld om gasturbine -branderpluggen op een slimme manier in hun eigen gebied te maken. Wanneer de apparaatsensor ziet dat een onderdeel meer versleten wordt, roept het systeem het 3D -model automatisch uit de digitale inventaris op en stelt het de dichtstbijzijnde drukfabriek in om nieuwe onderdelen te maken. Dit verkort de tijd die de supply chain nodig heeft om te reageren van 30 weken tot 3 dagen.
Longi Green Energy's "Distributed 3D Printing Network" is meer snijden - rand in het veld van fotovoltaïsche. Het bedrijf heeft "gelokaliseerde productie+wereldwijde planning" van reserveonderdelen bereikt met behulp van Raise3D Pro3 plus printers bij fotovoltaïsche energiecentrales over de hele wereld en deze te combineren met het Raisecloud Remote Control System. Als de verbindingsvak van een krachtcentrale breekt, kiest het systeem eerst het dichtstbijzijnde 3D -printknooppunt om reserveonderdelen te maken. Tegelijkertijd begint het een digitale tweelinganalyse van wat het probleem heeft veroorzaakt, zodat het niet meer gebeurt. Dit "productie als een service" (MAAS) -concept heeft fotovoltaïsche energiecentrales 40% efficiënter gemaakt en de elektriciteitskosten met $ 0,02 per kilowattuur verlaagd.