Новое Измерение для Промышленности: Как 3D Печать Производит Детали для Снижения Парниковых Выбросов

Новое Измерение для Промышленности: Как 3D Печать Производит Детали для Снижения Парниковых Выбросов

3D-печать может все еще казаться немного похожей на научную фантастику, но на самом деле она уже вокруг — в роскошных автомобилях, реактивных двигателях и индивидуальных имплантатах, используемых для восстановления черепов и костей.

 

И теперь технология продвигается глубже в горячее чрево промышленности — внутрь электростанций, где помогает коммунальным предприятиям генерировать больше электроэнергии и сокращать выбросы. «Это полный разрушитель, — говорит Гай Делеонардо, исполнительный менеджер по продуктам газовых турбин в бизнесе GE Power’s Gas Power Systems. GE Power уже отправила более 9000 3D-печатных компонентов для использования в газовых турбинах для клиентов в мире.

Делеонардо говорит, что в прошлом компания GE тратила десятилетия, чтобы повысить эффективность турбины на один процентный пункт. Но с 3D печатью в распоряжении компании, время теперь можно пересчитать всего за несколько лет. Это потому, что технология позволяет дизайнерам быстро создавать прототипы, тестировать их, настраивать их дизайн и снова печатать.

Когда они довольны результатом, трехмерная печать также позволяет им массово производить конечные детали с высокоэффективными формами, которые слишком сложны или дороги для традиционных способов производства.

Одним из примеров являются трехмерные печатные форсунки для новейших газовых турбин HA класса GE. Французская электростанция с турбиной HA заработала место в «Мировых рекордах Гиннеса» в 2016 году как самая эффективная комбинированная электростанция, работающая с эффективностью 62,2%.

Но еще до того, как появились новости о записи, инженеры GE уже начали создавать прототипы нового 3D-печатного сопла, что позволило им повысить эффективность до 64 процентов этой осенью.

Инженеры должны были достичь температуры более 3000 градусов по Фаренгейту, чтобы достичь высокой эффективности. Конструкция нового сопла смешивает топливо и воздух таким образом, что позволяет им делать это, а также одновременно поддерживать низкие выбросы оксидов азота. Эта комбинация была важным прорывом. Команда теперь использует его, чтобы повысить эффективность турбин HA еще до 65 процентов.

Инженеры GE 3D-напечатали новую топливную форсунку (сверху), которая позволила им повысить эффективность газовой турбины GE HA до 64 процентов этой осенью. Изображение предоставлено: GE Power.

 

Инженеры рассмотрели несколько вариантов при проектировании нового сопла, но они быстро остановились на использовании аддитивных методов, таких как 3D-печать. В той же детали, изготовленной в механическом цехе, будет много тысяч паяных соединений. Фактическая 3D-печатная часть, которую они разработали, не нуждается в таких соединениях. «Это очень интересно для инженеров, поскольку каждый из этих соединений создает возможность для потенциальной утечки и снижения надежности», — говорит Делеонардо.

Эта конструкция с нулевым соединением позволила им достичь более короткого, более горячего пламени и более быстрого сгорания. Более горячий, более короткий цикл сгорания означает, что электростанции нуждаются в меньшем количестве топлива и вызывают меньше выбросов, экономя как деньги, так и окружающую среду. Перемещение с 63% до 64% ​​эффективности экономит в большой электростанций ​​на газе около 50 млн. долл. США в расходах на топливо в течение своего жизненного цикла.

3D-принтеры производят детали слой за слоем, непосредственно из файла компьютера. GE Power использует сплав кобальт-хром в сопле, а порошковый металл, используемый для печати, должен соответствовать точным спецификациям. Команда Делеонардо также должна следить за более чем 150 параметрами процесса, чтобы убедиться, что сопло будет выживать в суровых условиях внутри газовых турбин до тех пор, столько, сколько планируются. «Все дело в химии и размере частиц металлического порошка», — говорит Делеонардо.

В 2016 году GE приобрела контрольный пакет акций Arcam, который делает 3D-принтеры, а также печатные порошки, предоставляя компании новые ценные ноу-хау. «С такими компаниями, как Arcam, которые делают принтеры, порошок, а также предоставляют опыт в области 3D-печати, у нас есть полное предложение», — говорит Мохаммад Эхетшами, который руководит GE Additive.

Как и во всех 3D-печатных деталях, способность быстро наращивать производство и внедрять новые конструкции — еще одно огромное преимущество, поскольку повторение дизайна и создание большего количества сопел просто требует большего количества принтеров. Аддитивное производство также снижает затраты, упрощая цепочку поставок по сравнению с традиционными методами производства, такими как литье и механическая обработка.

GE Aviation уже печатает топливные форсунки для реактивных двигателей, перевозящих пассажиров, и Делеонардо видит в дальнейшем рост возможностей 3D-печатной детали в будущем. Он ожидает достижения доступных материалов, скорости производства, долговечности и физических размеров того, что мы можем печатать, что позволяет повысить эффективность — и меньше выбросов для более здоровой окружающей среды. «Аддитива открывает пространство для дизайна в областях, которые нам еще предстоит исследовать», — говорит он. «Инженеры не должны следовать правилам, только их фантазии».

Французская электростанция с турбиной HA заработала место в «Мировых рекордах Гиннеса» в 2016 году как самая эффективная комбинированная электростанция, работающая с КПД 62,2%. Изображение предоставлено: GE Reports.

No Comments

Post A Comment

Подпишитесь на рассылку новостей
Аддитивного Производства, чтобы быть
профессионалом в современных
промышленных технологиях

Вы успешно подписались на рассылку.

There was an error while trying to send your request. Please try again.

СМАРТПРИНТ - Прямое Цифровое Производство will use the information you provide on this form to be in touch with you and to provide updates and marketing.