長度達(dá)到9.5米！Voxeljet 將開發(fā)用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機(jī)的大型3D打印機(jī)

2021年9月18日，南極熊發(fā)現(xiàn)，在GE可再生能源部門最近發(fā)布的一份公告中描述了與voxeljet和Fraunhofer IGCV的合作，目的是開展風(fēng)力渦輪機(jī)的有效生產(chǎn)。

△大尺寸的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。來源：GE可再生能源

可再生能源已經(jīng)成為一項(xiàng)使用量急劇增加的技術(shù)，而該領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵組成部分是風(fēng)能。風(fēng)能是通過風(fēng)經(jīng)過時(shí)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化得來的。擁有大直徑葉片的風(fēng)輪機(jī)能源轉(zhuǎn)化效用最高，然而大葉片需要大的塔架，否則葉片尖端會(huì)撞擊地面。換句話說，未來的風(fēng)力渦輪機(jī)最好以巨大的規(guī)模制造，這就帶來了一個(gè)問題。

在傳統(tǒng)的工廠里制造這些巨大的部件意味著它們必須被運(yùn)到建造地點(diǎn)。通常情況下，建造地點(diǎn)需要位于風(fēng)向最佳的地方，這往往是在不靠近工廠的地點(diǎn)，又或者沒有適當(dāng)?shù)牡缆吠ㄐ小?/div>

大型部件的運(yùn)輸也意味著穿越公路網(wǎng)，而且有很大的尺寸限制。有時(shí)，這意味著大件物品必須被分割成多個(gè)部件，在現(xiàn)場組裝，也需要額外的運(yùn)輸成本。

對(duì)于一個(gè)致力于降低排放的行業(yè)來說，這聽起來并不像一個(gè)成功的案例。

△Voxeljet3D打印過程。來源：GE可再生能源

目前，業(yè)內(nèi)推出的新概念是直接在施工現(xiàn)場生產(chǎn)較大的部件。Voxeljet的設(shè)備將打印出砂模，這將成為大規(guī)模鑄造的模具。通用電氣可再生能源公司表示：“一些部件的長度可能大到9.5米（31英尺）。我們正在開發(fā)的AdvanceCasting Cell（ACC）3D打印機(jī)將得到德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部的財(cái)政支持，通過打印的模具來鑄造GE Haliade-X的機(jī)艙2的部件，每個(gè)部件的重量可以超過60公噸，這種生產(chǎn)模式將把模具制作時(shí)間從十周或更長時(shí)間縮短到只有兩周。"

△大型渦輪機(jī)部件的鑄造工藝。來源：GE可再生能源公司

Voxeljet 將開發(fā)一個(gè)更大的3D打印機(jī)來承擔(dān)這個(gè)角色，但這不應(yīng)該是一個(gè)問題，因?yàn)樗麄兊恼澈蟿﹪娚涔に嚭苋菀讛U(kuò)展。不過，該公司還從未制造過這種尺寸的設(shè)備。目前他們最大的設(shè)備是巨大的VX4000，它的構(gòu)建體積為4000 x 2000 x 1000毫米。這大約是一個(gè)小房子的大小，但假設(shè)的"VX10000 "將明顯更大，他們的目的是將新的3D打印機(jī)安裝在建造地點(diǎn)附近，然后為高達(dá)60噸的渦輪機(jī)部件生產(chǎn)鑄件。

通用電氣可再生能源公司高級(jí)添加劑設(shè)計(jì)工程師Juan Pablo Cilia說："3D打印模具將帶來許多好處，包括通過改善表面光潔度、零件精度和一致性來提高鑄造質(zhì)量。此外，由于優(yōu)化設(shè)計(jì)，沙子粘合劑噴射模具或增材模具通過減少加工時(shí)間和其他材料成本來節(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，允許在發(fā)達(dá)國家在本土進(jìn)行生產(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)展效益的客戶來說是一個(gè)關(guān)鍵的跨越。"

Voxeljet 公司預(yù)計(jì)將在一個(gè)航運(yùn)港口架設(shè)3D打印機(jī)，在那里鑄造渦輪機(jī)部件，然后直接搬到船上，把它們帶到海上的建造地點(diǎn)。這意味著3D打印機(jī)和鑄造操作只需要在一個(gè)地區(qū)設(shè)置一次，因?yàn)樗�可以通過海上運(yùn)輸服務(wù)于大片的海上區(qū)域。

Voxeljet 公司CEO IngoEderer博士補(bǔ)充道："雖然場外按需3D打印為小批量的鑄造零件提供了許多好處，但在現(xiàn)場運(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)度和高市場要求有很大幫助。憑借我們高效的粘結(jié)劑噴射技術(shù)，結(jié)合我們?cè)诖笮凸�業(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)開創(chuàng)性項(xiàng)目的一部分"。

據(jù)悉，該打印系統(tǒng)的首次試驗(yàn)預(yù)計(jì)將在明年年初進(jìn)行。這對(duì)voxeljet來說是一個(gè)非常好的舉措，因?yàn)樵撔袆?dòng)將使海上風(fēng)能建設(shè)更加有效和更加環(huán)保。這也將是一個(gè)長期的計(jì)劃，因?yàn)槲磥韺?duì)風(fēng)能的需求只會(huì)越來越大，他們裝備的任何 "港口工廠 "都會(huì)忙碌很多年。