開(kāi)發(fā)世界上最大的沙子粘合劑噴射式3D打印機(jī)
通用電氣可再生能源公司、弗勞恩霍夫IGCV和voxeljet AG計(jì)劃為海上風(fēng)力渦輪機(jī)開(kāi)發(fā)世界上最大的沙子粘合劑噴射3D打印機(jī)
2021年9月14日，弗里德伯格，慕尼黑 – 通用電氣（紐約證券交易所：GE），弗勞恩霍夫IGCV和voxeljet AG（納斯達(dá)克：VJET）今天宣布了一項(xiàng)研究合作，開(kāi)發(fā)世界上最大的海上風(fēng)力應(yīng)用的3D打印機(jī)，以簡(jiǎn)化GE的Haliade-X海上風(fēng)力渦輪機(jī)的關(guān)鍵部件的生產(chǎn)。 ?正在開(kāi)發(fā)的Advance Casting Cell（ACC）3D打印機(jī)將受益于德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部的財(cái)政支持，它將能夠打印模具，為GE Haliade-X的機(jī)艙1鑄造每個(gè)重量超過(guò)60公噸的部件，將生產(chǎn)這種模式和模具的時(shí)間從10周或更長(zhǎng)時(shí)間減少到僅2周。? 此外，使用3D打印機(jī)預(yù)計(jì)將減少產(chǎn)品的碳足跡，因?yàn)椴恍枰獜囊粋€(gè)中央制造地點(diǎn)運(yùn)輸大型部件。? 合作伙伴預(yù)計(jì)將在2021年第三季度啟動(dòng)該項(xiàng)目，并在2022年第一季度開(kāi)始進(jìn)行最初的打印機(jī)試驗(yàn)。
新亮點(diǎn)
- 加速和優(yōu)化GE Haliade-X海上渦輪機(jī)的關(guān)鍵鑄造部件2的生產(chǎn)項(xiàng)目
- 3D打印為在海上風(fēng)電項(xiàng)目附近生產(chǎn)大型渦輪機(jī)部件提供了靈活性，降低了運(yùn)輸成本并帶來(lái)環(huán)境效益
- 新技術(shù)的試驗(yàn)預(yù)計(jì)將于2022年第一季度開(kāi)始
該項(xiàng)目涉及開(kāi)發(fā)一種新的大型3D打印機(jī)，能夠生產(chǎn)沙模，用于鑄造構(gòu)成海上風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的不同形狀和尺寸的高度復(fù)雜金屬部件。? 基于voxeljet核心的Binder-Jetting技術(shù)的模塊化3D打印工藝，可以被配置為打印直徑達(dá)9.5米、重量達(dá)60多噸的鑄件的模具，尺寸。
通用電氣可再生能源公司的高級(jí)添加劑設(shè)計(jì)工程師Juan Pablo Cilia說(shuō)：”3D打印的模具將帶來(lái)許多好處，包括通過(guò)改善表面光潔度、零件精度和一致性來(lái)提高鑄件質(zhì)量。此外，由于優(yōu)化設(shè)計(jì)，沙子粘合劑噴射模具或添加劑模具通過(guò)減少加工時(shí)間和其他材料成本來(lái)節(jié)約成本。這種前所未有的生產(chǎn)技術(shù)將改變生產(chǎn)效率，允許在高成本國(guó)家進(jìn)行本地化生產(chǎn)，這對(duì)我們希望最大限度地發(fā)揮海上風(fēng)電的地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益的客戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵的好處。”
弗勞恩霍夫鑄造、復(fù)合材料和加工技術(shù)研究所IGCV負(fù)責(zé)鑄造和材料技術(shù)問(wèn)題，以及數(shù)字過(guò)程監(jiān)控。”我們正在密切關(guān)注鑄造過(guò)程中的熱管理，我們將評(píng)估印刷材料的理想比例，”弗勞恩霍夫 IGCV 的成型工藝和成型材料部門(mén)主管 Daniel Günther 博士說(shuō)。”此外，作為項(xiàng)目的一部分，我們還將開(kāi)發(fā)和測(cè)試新的工藝監(jiān)測(cè)方法。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)將大大改善生產(chǎn)Haliade-X型風(fēng)力渦輪機(jī)過(guò)程中的環(huán)境足跡。據(jù)該研究所所長(zhǎng)Wolfram Volk教授博士補(bǔ)充說(shuō)，這一可持續(xù)性方面是弗勞恩霍夫公司研究的一個(gè)牢固的指導(dǎo)原則。他補(bǔ)充說(shuō)：”我們的目標(biāo)是優(yōu)化模具印刷，以避免成本極高的誤印甚至誤投，節(jié)省粘合劑和活化劑，并改善鑄造過(guò)程中的機(jī)械和熱行為。通過(guò)開(kāi)發(fā)一種盡可能節(jié)約資源的工藝，我們希望幫助改善風(fēng)力渦輪機(jī)制造中的環(huán)境和成本平衡。”
voxeljet公司市場(chǎng)和銷售總監(jiān)Christian Traeger說(shuō)：”我們?cè)?019年為通用電氣打印的測(cè)試模具由幾十個(gè)單獨(dú)的零件組成。有了ACC，我們的目標(biāo)是大幅減少全套零件的打印數(shù)量。除此之外，模具還可以在功能和材料消耗方面進(jìn)行優(yōu)化。這種優(yōu)化使得全新的鑄件設(shè)計(jì)成為可能，可以進(jìn)一步提高渦輪機(jī)的效率”。
“雖然場(chǎng)外按需3D打印為小批量的鑄造件提供了許多好處，但在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行3D打印系統(tǒng)可以充分利用該技術(shù)的能力。鑒于對(duì)海上風(fēng)力渦輪機(jī)的需求，這將對(duì)完成項(xiàng)目進(jìn)度和高市場(chǎng)要求有很大幫助，”voxeljet公司首席執(zhí)行官I(mǎi)ngo Ederer博士補(bǔ)充說(shuō)。”憑借我們富有成效的 “粘合劑噴射 “技術(shù)，結(jié)合我們?cè)诖蠓婀I(yè)3D打印方面的經(jīng)驗(yàn)，我們?yōu)殍T造業(yè)的客戶提供服務(wù)已超過(guò)20年。將3D打印帶入真正的工業(yè)制造領(lǐng)域是我們的使命，因此我們非常高興能成為這個(gè)開(kāi)創(chuàng)性項(xiàng)目的一部分。”
國(guó)際能源署3預(yù)計(jì)，由于成本下降，政府的支持政策和技術(shù)進(jìn)步，如GE可再生能源公司的Haliade-X海上渦輪機(jī)背后的技術(shù)進(jìn)步，到2040年，全球海上風(fēng)能容量將增加15倍，成為一個(gè)1萬(wàn)億美元的產(chǎn)業(yè)。? GE可再生能源公司已被選中為歐洲和美國(guó)價(jià)值5.7吉瓦的項(xiàng)目提供其Haliade-X渦輪機(jī)。? 該公司是海上風(fēng)能工業(yè)委員會(huì)（OWIC）的成員，并作為其一部分支持各種旨在增加可持續(xù)風(fēng)能生產(chǎn)的倡議。
筆記
- 機(jī)艙是風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔頂?shù)囊粋€(gè)外殼單元，包含其機(jī)械部件。
- 鑄造是一個(gè)制造過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，通常將液體材料倒入一個(gè)模具，其中包含一個(gè)所需形狀的空心腔，然后讓其
- 固。凝固的部分也被稱為鑄件，它被彈出或從模具中打破，以完成這一過(guò)程。
- 來(lái)源：https://www.iea.org/reports/offshore-wind-outlook-2019
關(guān)于GE可再生能源
通用電氣可再生能源公司是一個(gè)價(jià)值160億美元的企業(yè)，結(jié)合了可再生能源行業(yè)最廣泛的投資組合，為我們的客戶提供端到端的解決方案，要求可靠和可負(fù)擔(dān)的綠色電力。結(jié)合陸上和海上風(fēng)力、葉片、水力、存儲(chǔ)、公用事業(yè)規(guī)模的太陽(yáng)能和電網(wǎng)解決方案，以及混合可再生能源和數(shù)字服務(wù)產(chǎn)品，GE可再生能源已經(jīng)安裝了超過(guò)400+千兆瓦的清潔可再生能源，并為全球90%以上的公用事業(yè)公司配備了其電網(wǎng)解決方案。通用電氣可再生能源公司在80多個(gè)國(guó)家擁有近40,000名員工，為尋求用廉價(jià)、可靠和可持續(xù)的綠色電力為世界供電的客戶創(chuàng)造價(jià)值。
關(guān)于弗勞恩霍夫鑄造、復(fù)合材料和加工技術(shù)研究所 IGCV
弗勞恩霍夫 IGCV 代表以應(yīng)用為導(dǎo)向的研究，專注于高效工程、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)和智能多材料解決方案。該研究所在制造工藝和材料科學(xué)、機(jī)器和工藝鏈以及工廠和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等方面推動(dòng)創(chuàng)新。一個(gè)主要焦點(diǎn)是鑄造業(yè)的未來(lái)情景和主題。我們?cè)谠擃I(lǐng)域的核心能力包括間接增材制造、成型材料、鑄造材料、工藝開(kāi)發(fā)、分析和模擬。
為了努力將研究和開(kāi)發(fā)的知識(shí)轉(zhuǎn)移到工業(yè)應(yīng)用中，我們近120名科學(xué)家為德國(guó)工業(yè)產(chǎn)生了個(gè)性化的解決方案。我們的獨(dú)特銷售主張?jiān)谟阼T造、復(fù)合材料和加工技術(shù)領(lǐng)域的跨學(xué)科解決方案。作為弗勞恩霍夫生產(chǎn)集團(tuán)–生產(chǎn)技術(shù)研究所協(xié)會(huì)的一部分，我們通過(guò)短期、中期和長(zhǎng)期的研究項(xiàng)目來(lái)支持我們的合作伙伴。因此，我們?yōu)榇_保德國(guó)和歐洲的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)做出了貢獻(xiàn)。
