3D打印机

Fraunhofer IGCV, voxeljet将建造“世界上最大的”风力涡轮机3D打印机

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德国研究所弗劳恩霍夫IGCV和粘合剂喷射系统制造商voxeljet.宣布他们打算迄今为止开发最大的风力涡轮机3D打印机。

这个新系统被称为“先进铸造单元”或“ACC”,专门用来打印铸造零件所需的模具GEHaliade-X每个涡轮机的重量可达60吨。voxeljet表示,一旦在2022年进入初步试验,该机器预计将减少80%的模具交付时间,通过现场生产而不是运输,它也将减少它们的碳足迹。

“3D印刷模具将通过改善的表面光洁度,部分精度和一致性来带来许多益处,包括改善的铸造质量,零件精度和一致性,”高级添加剂设计工程师Juan Pablo Cilia解释说明GE可再生能源。“此外,砂粘合剂喷射模具或添加剂模具通过减少由于优化设计而减少加工时间和其他材料成本,提供成本节约。”

“这项前所未有的生产技术将成为生产效率的游戏更换器,允许在高成本国家的本地化制造。”

粘合剂喷射在尺度上

Voxeljet的高速烧结(HSS)粘合剂喷射技术有效地涉及粘合剂覆盖的粉末,然后通过红外发射器加热到层中。该公司将该过程销售为直接替代方案惠普的多射流融合方法,但它也面临着竞争ExOne桌面金属该公司最近同意了合并为575万美元的交易

就VoxelJet提供的,它围绕其设备的机器,包括VX200.VX1000.,以及更多的工业化VX1300X.vx2000.VX4000。由于其巨大的建造体积,其容量可达4000 x 2000 x 1000毫米,这些系统经常以显著的复杂性和规模处理印刷模具和铸造应用。

在过去,该公司曾报告称,VX4000被用于竖立一个4米长的艺术品,并创建模板,使78米的建筑成为可能2天花板。与GE和Fraunhofer IGCV合作,voxeljet目前正寻求部署其大幅面制造专业技术,将其技术集成到一个巨大的新系统中,能够以前所未有的规模创建风力涡轮机模具。

VoxelJet计划在2021年的VX1000系统(图)的商业版本。通过voxeljet照片。
预先铸造电池设置为由Voxeljet的粘合剂喷射3D打印技术提供动力。照片通过voxeljet。

优化能源生产

支持的德国联邦经济事务和能源部此外,ACC项目将看到新的大型打印机的研发,能够创建用于铸造复杂金属部件的砂模。基于VoxelJet的专有粘合剂喷气技术,该公司表示,模块化机正在为铸件打印铸件,可达到直径高达9.5米,并称重“60吨或更长时间”。

在项目中,Fraunhofer IGCV将负责调查和解决铸件、过程监控或材料问题。该研究所还将在铸造过程中管理零件的热性能,以确保它们使用最佳的材料量,并寻求新的方法来监督过程。

Fraunhofer IGCV的Wolfram Volk说:“我们的目标是优化模具印刷,以避免极其昂贵的印刷错误,甚至是错误的铸造,以节省粘合剂和活化剂,并改善铸造期间的机械和热性能。”“通过开发一个尽可能节约资源的过程,我们希望帮助改善制造风力涡轮机的环境和成本平衡。”

2019年,该团队为通用电气打印了一个3D测试模具,在该模具中,他们能够将数十个部件压缩成一个组件,现在该团队预计将获得类似的功能,并减少材料消耗,voxeljet的克里斯蒂安·特雷格(Christian Traeger)表示,这种方法可以解锁“优化,使全新的铸造设计成为可能。”

该公司首席执行官Ingo Ederer还认为,当2022年第一季度开始初步试验时,该项目将使通用电气能够“最大限度地利用3D打印技术”获得商业利益。“考虑到海上风力涡轮机的需求,这将大大有助于满足项目进度和高市场需求,”他补充说。“因此,我们非常高兴能成为这个开创性项目的一部分。”

通用电气的halade - x海上风力涡轮机。
通用电气的halade - x海上风力涡轮机。通过通用电气图。

3D打印涡轮元件

根据国际能源机构,全球海上风能将成为2040年的1万亿美元的行业,部分地致力于降低成本,例如通过Haliade-X实现的成本。特别是3D打印正在成为使这些效率提升的越来越流行的方法,并且通用电气的研究今年早些时候也被授予了一份合同,给3D打印涡轮叶片提示用于检测。

同样,缅因大学获得了280万美元美国能源部开发一种更环保的方法3D打印涡轮叶片模具。通过使用生物基原料和他们的纤维素纳米纤维(CNF)打印工艺,缅因大学的研究小组相信,生产这种大幅面零件的成本有可能降低50%。

在其他地方,计算材料设计专家QuesTek创新获得了120万美元的开发资金新冠冕堂皇用于3D打印涡轮机叶片。旨在在高温下实现燃油效率,希望该材料在能量和航空航天部门内具有应用。

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特色图片显示GE的Haliade-X离岸风力涡轮机,荷兰鹿特丹港口。通过通用电气图。