江南平江南平台版台版3D打印行业的系列江南平江南平台版台版3D打印和可再生能源转向增材制造在能源部门更高效部件的设计和开发中发挥的作用。
“在某些情况下，增材制造将起到催化剂的作用，加速并大幅提高诸如燃气轮机、燃料电池系统和热交换器等系统的性能，”Sebastian Piegert说西门子能源．
西门子能源目前有许多项目正在进行中，重点是材料、设计和数字化，以优化能源应用的新组件设计。Piegert提供了该公司在这些领域取得的最新进展，并分享了他对3D打印给能源部门带来的好处的见解。江南平台版江南平台版
根据联合国能源署的数据，在2020年新冠疫情期间，虽然所有其他能源领域的需求都有所下降，但可再生能源的使用却增加了3%2021年全球能源回顾．事实上，用绿色能源持续增长它在能源市场的份额，据预测价值高达21720亿美元到2030年，结果是投资可再生能源技术在未来十年，这一数字将迅速增长。
西门子能源AM研究项目
在本系列访谈的前几期探讨江南平江南平台版台版3D打印和可再生能源，我们听说增材制造已经有了一个核部门内部的影响并在太阳能行业进行生产新一代光电．该技术还被用于提高成本和性能风能领域的竞争力，并被用来帮助氢经济转型从概念到现实。
西门子能源目前正在进行几个研发项目，以研究增材制造如何优化这些领域的材料和部件设计。在公司内部高温应用(HTA)项目，西门子能源团队正在探索三个主要领域:材料认证、新设计和数字化。
特别是，该团队正致力于优化LPBF 3D打印工艺，以生产能够承受超过1000摄氏度温度的高效燃气轮机部件。江南平台版江南平台版通过实施传统制造工艺在技术上不可行的创新冷却概念，增材制造正在确保部件的功能和使用寿命。
“我们正在探索下一代燃烧室(Haynes 282)和涡轮材料(IN 738)，这将使我们能够在各自的组件应用中提高温度和负载，”Piegert说。“和我们的合作伙伴BAM，你柏林,弗劳恩霍夫在美国，我们正在评估几何相关的材料特性，以及回收各自粉末的限制。”
该项目已经表明，3D打印可以通过晶格结构和多孔海绵状材江南平江南平台版台版料的组合制造各种通道几何形状，可以形成更有效的冷却结构。
Piegert补充说:“这些组合提供了令人难以置信的设计机会，以优化流体的混合，调整组件的阻尼行为，并引入更有效的冷却策略，如蒸腾冷却。”
西门子能源的另一个项目集中在维护、修理和大修(MRO)用于燃气轮机叶片尖端的增材制造。该项目的目标是使涡轮叶片在维修后能够在更高的温度或更长的运行间隔下运行。
Piegert解释说:“我们建立了一个完全精简的修复链，利用LPBF进行先进的叶片尖端修复。“进展非常顺利。主要的主题是，修复不仅仅是在其‘旧’功能上的再生，我们的目标是通过先进的修复概念提供真正的升级。”
AM在能源工业中的应用
增材制造已用于优化各种可再生能源部门的组件，范围从通用电气的努力设计制造打火机3D打印风力涡轮机叶片更经济有效地核反应堆部件的新设计使之成为可能橡树岭国家实验室(ORNL)自己的新型3D打印江南平台版技术江南平台版．
江南平江南平台版台版3D打印也已启用下一代光伏设计用于太阳能电池板，新型制氢催化剂，并为多家制造公司的脱碳的努力．
在西门子能源，增材制造正在被用于许多此类组件。其中一个例子就是如何利用这项技术来提高公司燃气涡轮发动机的效率和降低排放。该公司的公共资金资助的项目在法国，SGT-400正致力于100%氢驱动的飞行员发动机，其燃烧器完全是通过3D打印制造的。江南平台版江南平台版
去年，该公司宣布与复合材料3D打印技术开发商合作江南平台版江南平台版连续的复合材料来3D打印发电机组件．在Arkema，合作伙伴还推出了一款特种热固性玻璃纤维增强聚合物(GFRP)工程材料。
Piegert说:“除此之外，增材制造正在支持我们的行动领域——脱碳热和工业过程，我们将深入应用于燃料电池系统、热泵和热交换器等领域。”
他认为昂贵、高度复杂的燃气轮机及其维护是目前增材制造的最大驱动力，但他也认为蒸汽轮机、压缩机和发电机是具有巨大潜力的重要应用。
2021年1月，西门子能源公司宣布已经开发出一种新型数字维修链在传统制造的燃气轮机叶片上3D打印新功能。这条全自动链条使用了一种名为HybridTech的特别开发的激光粉末床融合工艺，该工艺在叶片尖端实施了复杂的冷却通道，以降低裂缝和缺陷的风险。
西门子还看到了通过3D打印优化燃料电池系统和热交换器的新需求和不断增长的需求，以及该技术在提高制氢电解槽效率方面的潜力。江南平台版江南平台版
展望未来，除了砂型3D打印在大型复杂零件铸造方面的潜力外，Piegert还指出了风能领域中可能采用纤维增强的高端聚合物的大尺寸3D打印需江南平台版求。江南平台版
“由于这些工业应用，我们需要更大尺寸的增材制造能力，”他补充说。“与此同时，聚合物和混凝土也有巨大的系统，但在粉末床金属市场，我们也看到了变化。
“通过增材制造，我们将能够更精确地满足客户的要求，因为设计应用很快就可以实现，我们还将看到基于人工智能的更复杂的设计。”
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特色图片显示一台西门子能源发电机。图片来源:西门子能源
