Kaip metalo 3D spausdinimas gali skatinti intelektualų energijos įrangos kūrimą?

1. Medžiagos naujovės: gaminti medžiagas, kurias reikia naudoti išmaniąją energijos įrangą
Metalo 3D spausdinimasPeržengia esamų medžiagų sistemų ribas ir suteikia energijos įrangos protingesnių medžiagų alternatyvų, kurios geriau veikia atšiauriomis sąlygomis. Pavyzdžiui, ACP100 reaktoriaus slėgio indo 3D spausdinimo projektas, kuris buvo bendros pastangos tarp Kinijos branduolinės energijos tyrimų ir projektavimo instituto bei pietinės priedų technologijos, naudoja elektrinės lydymosi priedų technologiją, kad nikelis - pagrįstų lydinių, kurie yra 15% atsparesni radiacijai, yra nei tradiciniai atleidimai. Tuo pačiu metu ji sukūrė - jutiklių masyvuose, kurie stebi neutronų srautą ir temperatūros pokyčius realiuoju laiku, suteikdamas duomenų palaikymą intelektualiam branduolinių reaktorių valdymui.
„Vestas“ naudoja 3D - atspausdintas titano lydinio ašmenų formas vėjo jėgainių versle. Šios formos ne tik sumažina laiką, reikalingą peiliukams gaminti nuo 6 mėnesių iki 3 savaičių, bet ir leidžia pelėsiui reaguoti į stresą per topologijos optimizavimo projektą. Kai peiliukus nukentėjo nuo stipraus vėjo, grotelių struktūra pelėsio viduje skleidžia stresą per mikro deformaciją. Dėl to įranga trunka ilgiau ir suteikia vėjo turbinų sveikatos valdymo sistemos įspėjimus apie struktūrinius saugos saugos priemones.
Vandenilio energijos srityje yra daugybė technologinės pažangos pavyzdžių. Mančesterio universitetas pagamino 3D - atspausdintą grafeno nikelio matricos kompozicinio laikymo rezervuarą, kuris gali protingai kontroliuoti vandenilio adsorbciją ir desorbciją per nanoskalės porų struktūrą. Kai slėgis laikymo rezervuare tampa per aukštas, grafeno danga ant medžiagos paviršiaus automatiškai sukurs laidų tinklą. Tai padės slėgio mažinimo mechanizmą. „Medžiagos prietaisų sistema“ su trimis intelektualios reakcijos lygiais daro vandenilio energiją daug saugesnę.
2. Technologinės naujovės: protingo energijos įrangos gaminimo geno keitimas
Metalo 3D spausdinimas yra didžiausias būdas gaminti intelektualią energijos įrangą, nes ji pasižymi „skaitmeninės vietinės“ savybės. Pavyzdžiui, gaminant dujų turbinas, „Siemens Energy“ naudoja daugialypę - lazerio bendradarbiavimo SLM technologiją, kad sujungtų 18 lazerių į vieną įrenginį. AI optimizuoja nuskaitymo kelią realiuoju laiku, o įmonė sako, kad dėl to nikelio gamyba {- pagrįsta „Superalloys“ degimo kameromis 40% efektyviau. Svarbiausia, kad skaitmeninė „Twin“ sistema gali lengvai importuoti daugiau nei 2000 temperatūros lauko duomenų taškų, kurie buvo sukurti spausdinimo metu. Tai leidžia sukurti šiluminio nuovargio modelį visą degimo kameros gyvenimą, o tai leidžia atlikti prevencinę priežiūrą.
„Raise3D“ „Metalfuse Metal 3D“ spausdintuvas gali padaryti saulės kolektorių įrenginius, kurių tankis iki 97% fotoelektros srityje. Tai tai daroma naudojant FFF saugiklių technologiją ir sumažindamas sukepinimo postą - gydymą. Nauja idėja yra įdėti RFID žetonus tiesiai į armatūros konstrukcijas. Lustai gali sekti tokius dalykus kaip komponentų temperatūra ir srovė, kol veikia saulės elektrinės. Tada jie gali nusiųsti šią informaciją debesyje per daiktų internetą. Jei sistema mato, kad energijos gamybos efektyvumas tam tikroje srityje mažėja neįprastai, ji automatiškai pradės gaminti atsargines dalis naudojant 3D spausdinimą. Tai sukurs uždarą - kilpos sistemą, skirtą „stebėti diagnozės remontą“, kuri yra protinga ir lengvai naudojama.
Protingi branduolinio kuro elementų pakeitimai yra daug svarbesni kaip standartas. „CAP 1400“ degalų surinkimo apatinė vamzdžio sėdynė, kurią pagamino „CNNC North Company“, naudodama SLM technologiją
3. „Digital Twin“: „Smart Energy“ įrenginių „Meridian“ duomenų susiejimas
„Skaitmeninio veidrodžio“ revoliucija vyksta energetikos įrangoje, nes metalo 3D spausdinimas ir skaitmeninė dvynių technologija susiburia naujais būdais. „GE“ „Predix“ platforma suteikia pluošto optinių jutiklių į 3D spausdintų dujų turbinos dalis, o tai leidžia realiu laiku užfiksuoti 100 000 duomenų taškų ir padaryti skaitmeninius modelius, kurie yra labai tikslūs. Sistema gali suderinti fizinius signalus su skaitmeniniais modeliais per 0,1 sekundės, kai tikrasis įrenginys neįprastai vibruoja, kol jis veikia. Tai leidžia rasti problemos šaknį ir sudaryti remonto planus, sumažinant neplanuotą prastovą 65%.
„Vestas“ 3D spausdinimo bandomasis projektas vėjo energijos pramonėje parodo, kaip skaitmeniniai dvyniai gali būti naudojami versle. Sistema gali numatyti, kada dalys sulaužys 72 valandas iš anksto, ir automatiškai suplanuos 3D spausdinimo įrangą, kad sukurtų naujus, sukurdama skaitmeninį kiekvienos vėjo turbinos, turinčios daugiau nei 2000 parametrų, modelį, taip pat orų duomenis ir ankstesnės veikimo bei priežiūros įrašus. Šis metodas sumažino eksploatavimo ir priežiūros išlaidas 22% ir padidėjo energijos gamyba 3,8% per šešis mėnesius nuo tada, kai buvo pradėtas veikti.
Skaitmeninių dvynių naudojimas branduolinės energijos srityje yra labiau į priekį - mąstymas. TCR iniciatyva „Oak Ridge“ nacionalinėje laboratorijoje JAV nori pasidaryti skaitmeninį dvynį su daugybe fizinių laukų, tokių kaip neutronų transportas ir šiluminis hidraulika, 3D spausdinant reaktoriaus šerdies modelį. Sistema gali modeliuoti 100 000 skirtingų operacijų ir automatiškai sugalvoti geriausią valdymo strategiją. Tai sumažina laukimo laiką 40% ir prailgina degalų ciklo periodą 25%, nustatant pagrindą intelektualioms ketvirtosios kartos branduolinės energijos sistemos veiklai.
4. Pramoninė ekologija: kartu sukuriant kartu veikiančią intelektualios energijos įrangos tinklą
Metalo 3D spausdinimas keičia energijos įrangos būdą, sukuriantį išmanųjį „projektavimo gamybos paslaugų“ tinklą. „ConocoPhillips“ darbas Aliaskoje yra geras to pavyzdys: jie sukūrė mobiliojo metalo 3D spausdinimo dirbtuves ir sujungė jį su AI - valdoma sistema, skirta prognozuoti atsarginių dalių poreikį. Tai leido jiems protingai gaminti dujų turbinos degiklio kištukus savo srityje. Kai įrenginio jutiklis mato, kad dalis yra labiau susidėvėjusi, sistema automatiškai iškvies 3D modelį iš skaitmeninio inventoriaus ir nustatys artimiausią spausdinimo gamyklą naujoms dalims gaminti. Tai sumažina laiką, kurio reikia tiekimo grandinei reaguoti nuo 30 savaičių iki 3 dienų.
„Longi Green Energy“ „paskirstytas 3D spausdinimo tinklas“ labiau sumažina - kraštą fotoelektros lauke. Bendrovė atliko „lokalizuotą gamybos+pasaulinį atsarginių dalių planavimą“ naudodama „Raise3D Pro3 Plus“ spausdintuvus fotoelektrinėse elektrinėse visame pasaulyje ir derindama jas su „RaiseCloud“ nuotolinio valdymo sistema. Jei elektros stoties sankryža nutrūks, sistema pirmiausia pasirinks artimiausią 3D spausdinimo mazgą, kad būtų galima gaminti atsargines dalis. Tuo pačiu metu ji pradės skaitmeninę dvynių analizę, kuri sukėlė problemą, kad ji nepasikartotų. Dėl šios „gamybos kaip paslaugų“ (MAAS) koncepcijos fotoelektrinės elektrinės 40% efektyviau ir sumažino elektros energijos kainą 0,02 USD už kilovatvalandę.