,学名“增材制造”(Additive Manufacturing)。顾名思义,传统的加工制造方法主要是 “减材制造”(Subtractive Manufacturing),使用传统减材制造方法时,部件ω的复杂度直接影响流程的复杂度,复杂的形态会使开模难度加大、使用工具更加复杂、成本大幅上涨。
然而对于3D打印技术】来说,由于其独↓特的分层成形原理,简单的形态和复杂的形态∞几乎可以♀一视同仁。只需有3D建模方案、合适的≡原料和3D增材制造仪器,就可以立刻打印部件№;因为甩↘掉了模具,所¤以可以用较便宜的价格,制造出传统模具工厂无法制造出々的设计;如果设计后续发生修改,只需修改设计3D建模方案,再次打印;3D打印的零部件∏出现损坏,甚至可以在破损处直≡接打印修补。
因此3D打印对工业制◤造的颠覆性可见一斑。经过三十余年的卐发展,3D打∞印早已走出象牙塔并脱离了极客的自娱自乐『。打开某宝,搜索“3D打印”,从钥匙扣到冰淇凌,总有一款能满足你下一※个七夕的备货需求。
但工业制▲造真正追求的,应该是所谓的“大音希声,大象无形”。侠之大者,为国为民,纵有千钧☆之力,隐忍而不发。真正值得赞〗颂千篇的3D打印,还当】属铿锵的金属3D打印。主流的激》光烧结技术下,零件在万千遍的烧结后打印成型▂,千锤百↑炼磨成一剑。
3D打印——契合现代工业的精密要求
被誉为“制造业皇冠上█明珠”的燃气轮机到今天已◆经发展了大半个世纪,想要继续进步→,需要近乎★登峰造极的技术能力与想象力。在不断攀登巅峰的过程中,3D打印技术可谓横空出世,弥补了传统制造方法的局限。
举个例子,燃机界的翘楚——H级燃机,透平初温1500摄氏度,联合循环效↑率高达62.22%,极高的灵活性,超低的排放,人类百年」工业文明的巅峰之作,就采拮了3D增材制造的精髓。
GE 9HA燃气轮机的核心№部件之一——燃烧室燃料喷嘴和预混器就使↓用了3D增材⌒制造工艺,微孔预混技术确保了▲〖GE低氮燃烧技术DLN2.6e的有效发挥,再结合〖众多同样尖端的技术,最终成就了法国布尚电厂9HA机组打破吉尼斯世界纪录的联合循环效率——62.22%。
“大音希声,大象无形”,莫过如此。
读到这里大家不要着急,这么好的东西,我大天朝怎么可能没√有,很快,9HA燃气轮机将会落户天津军ζ 粮城。
3D打印究竟能成就多少的改变?我们以GE 9HA燃机中的燃料喷嘴为♂例(密集恐惧症患者注意,请快速滑●动屏幕)
DLN2.6e 中3D打印制造的先进预混喷嘴(Advanced Premixer):
密集∑ 的进气孔,让9HA在低氮燃烧技】术DLN2.6E中实现了微孔预混和全预混燃烧,保证燃料与空气以更好的比例混合,实现启停过程全预混燃烧模式,不存在扩散火焰,满足超低氮氧★化物排放(在最低负荷至30%的工况下○仅有25ppm氮氧化物排★放),支持燃机快速增减ξ负荷。
3D打印——成就全◣球最先进燃机
H级燃机体①积庞大,GE的9HA燃机有约12米高(大概四层楼),重约400吨(约两头蓝鲸),在实际使用中,燃机本身还会有诸多“辅机”,以帮助充分回【收废气余热等。除了体型∞庞大,零件众多,还需“辅机”兼容之外,发电行〓业还希望燃机24x7不间断工∮作,同时符合越发严苛√的环保法规要求。这一切都需ㄨ要H级燃机的设计与制造无限趋近完美——燃气轮机核心部件√的精度误差最多几十微米。
GE 9HA燃机成为全世界效◣率最高的燃气轮机(没有之一),其幕后功臣之一就是3D增材制造。
具体而言,3D打印技术在关键零部件上的充分应用,能够帮助GE 9HA燃气轮≡机的出力较传统制造方法增加了1%。不要小看这1%。GE在法国布尚电厂▓的9HA机组可以供♀给大约68万个法〓国家庭的用电需求,也就是说,在原有◤能耗不变的情况下,这两个部件将会把光明带给额外6800个家庭。
如今,法国、俄罗斯、巴基斯坦、日本等∴多国电厂已经开始部署9HA燃机。今年3月,哈电集团▅与GE签署了重型燃机合资协议,重点落Ψ实适合中国市场的9F级和9H级燃机的本地化制造;同月,哈电集Ψ团还将华电天津军粮城项目的9HA燃机合同授予了GE。预计到2018年二季度,该9HA机组就╱将交付,届时中国的电力用户也将有机会直接体验到3D打印技术为尖端发电设备带来的性能提升。?
3D打印——一探究竟
让我们跟随流言终结者(Myth Busters)Adam Savage大神■的脚步,来到GE在美国南卡罗莱纳州Greenville的3D打印工厂,一探√燃机部件的3D打印,究竟是怎么一回事。
首先,先把3D打印机舱体打开,放入▓平板部件
然后,2D激光会进行逐层扫描。经过3000-7000次不等的不断扫描打印之后,燃机【零件就会初具雏形
接下来,零件会进入真空箱,静置加固的同时,也去除并收集多余⌒ 粉末
为了保证零件没有粉末残留,有时会用锤子击打零件底部,如果没有粉末落到下方的「白纸上,就证明已』大功告成
最后,零件将会通过电ω 火花线切割的方式,与基座分离。
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责编:陶宗瑶(实习生)
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