3D打印在能源行業(yè)的興起

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導(dǎo)讀：在能源行業(yè),，3D打印技術(shù)使得關(guān)鍵部件的現(xiàn)場生產(chǎn)成為可能，降低了維修成本,，并最大限度地減少了各個(gè)行業(yè)的停機(jī)時(shí)間,。在風(fēng)能領(lǐng)域,，3D打印的采用簡化了操作，在六個(gè)月內(nèi)提供快速投資回報(bào),，并確保標(biāo)準(zhǔn)化以提高可靠性和安全性,。在核電方面，突破性的進(jìn)展包括在短短三個(gè)月內(nèi)完成的 3D 打印反應(yīng)堆堆芯,，展示了該技術(shù)在更快,、更經(jīng)濟(jì)、更高效的能源系統(tǒng)方面的潛力,。
從機(jī)器學(xué)習(xí)到人工智能（AI）,，多項(xiàng)新技術(shù)正在助力能源行業(yè)的改善。其中一項(xiàng)技術(shù)是3D打印,，它允許多個(gè)能源行業(yè)的公司快速打印重要組件,，以提高效率并降低交付成本和時(shí)間。隨著越來越多的公司采用3D打印設(shè)備,，該技術(shù)預(yù)計(jì)將推動(dòng)石油和天然氣運(yùn)營以及可再生能源活動(dòng)和核電的發(fā)展,。
半個(gè)多世紀(jì)以來,，康菲石油公司一直在阿拉斯加開采石油,。惡劣、寒冷的條件使操作變得特別復(fù)雜供應(yīng)鏈難以接入,，且設(shè)備需要定期維護(hù),。過去，這家石油巨頭主要依賴傳統(tǒng)方法解決這些問題,。但隨著現(xiàn)代化和數(shù)字化程度的提升,，康菲石油公司如今能夠更快速、更高效地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),。阿拉斯加北坡靠近北冰洋,，是康菲石油公司在阿拉斯加的三大開發(fā)項(xiàng)目之一。盡管條件艱苦,，但該公司利潤豐厚,。
康菲石油公司的業(yè)務(wù)之一是使用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒壓縮天然氣，將天然氣重新注入油藏以提高石油采收率（EOR）,，并為設(shè)施和鉆井設(shè)備發(fā)電,。這些設(shè)備依賴于燃燒器插頭，用以混合燃料和壓縮空氣,。隨著時(shí)間的推移,，這些插頭會(huì)磨損，且很多原有插頭已停產(chǎn),。
傳統(tǒng)上,，這些插頭由當(dāng)?shù)貦C(jī)械車間使用過時(shí)的生產(chǎn)方法替代,，這需要手動(dòng)前期設(shè)計(jì)和大約30周的制造及交付時(shí)間。這種過程對(duì)于運(yùn)營中的許多組件來說都是一樣的,，導(dǎo)致時(shí)間和收入損失,。因此，康菲石油公司投資于3D打印技術(shù),，能在大約三周內(nèi)提供現(xiàn)場所需的組件,。未來，公司希望通過結(jié)合人工智能和3D打印技術(shù),，實(shí)現(xiàn)零件的數(shù)字化設(shè)計(jì),，減少存儲(chǔ)零件所需的物理空間。
在可再生能源行業(yè),，情況也與此相似,。隨著公司逐步實(shí)現(xiàn)運(yùn)營的數(shù)字化，他們越來越多地投資于3D打印技術(shù),，以此來節(jié)約時(shí)間和金錢,。在風(fēng)能領(lǐng)域，維斯塔斯為87個(gè)國家制造風(fēng)力渦輪機(jī),，并利用內(nèi)部3D打印技術(shù)來定制零件,、專用工具和原型，這顯著簡化了運(yùn)營過程,。維斯塔斯的增材制造和先進(jìn)概念首席工程師Jeremy Haight表示：“我們啟動(dòng)了一項(xiàng)3D打印試點(diǎn)計(jì)劃,，并在大約六個(gè)月內(nèi)看到了實(shí)際的投資回報(bào)，效果遠(yuǎn)超我們的預(yù)期,�,！�
在采用3D打印技術(shù)之前，維斯塔斯公司從世界各地的許多供應(yīng)商那里采購關(guān)鍵組件,，這些組件都是按照詳細(xì)的制造說明生產(chǎn)的,。生產(chǎn)過程可能需要6到12周時(shí)間，而且交付和檢查合規(guī)性可能會(huì)增加額外的時(shí)間,。如果零件不符合現(xiàn)場的安全標(biāo)準(zhǔn),，則必須重新制作，這給維斯塔斯帶來了大量的時(shí)間和金錢損失,。
與手工生產(chǎn)的各個(gè)供應(yīng)商的組件相比,，3D打印提供了一定程度的標(biāo)準(zhǔn)化，可以提升可靠性和安全標(biāo)準(zhǔn),。維斯塔斯的每個(gè)全球工廠都使用相同品牌和型號(hào)的工業(yè)級(jí)碳纖維3D打印機(jī)——Markforged X7,。每個(gè)人都可以訪問組件設(shè)計(jì)的數(shù)字庫存和詳細(xì)的3D打印機(jī)設(shè)置。該公司于2021年開始其3D打印計(jì)劃,，目前每年打印超過10,000個(gè)零件,。
與此同時(shí),，重新普及的核電也依靠3D打印來支持其運(yùn)營。美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）在2020年首次使用DED機(jī)器生產(chǎn)了反應(yīng)堆堆芯的3D打印原型,。這是其“轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)反應(yīng)堆演示”（TCR）計(jì)劃的一部分,，該計(jì)劃旨在開發(fā)與傳統(tǒng)機(jī)器制造相比，能在更短時(shí)間內(nèi)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且高效的能源系統(tǒng),。從設(shè)計(jì)到打印完成,，核心僅用了三個(gè)月時(shí)間就生產(chǎn)出來了。
在捷克共和國,，3D打印在解決俄羅斯入侵烏克蘭及隨后戰(zhàn)爭引發(fā)的供應(yīng)鏈限制方面顯示出了無價(jià)的價(jià)值,。捷克核能公司Škoda JS打印了數(shù)千個(gè)運(yùn)行核業(yè)務(wù)所需的塑料和金屬零件。這些打印機(jī)能在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)重達(dá)600公斤的金屬零件,，幫助該公司應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈中斷問題,。
顯然，對(duì)3D打印機(jī)的投資對(duì)于能源行業(yè)的公司來說具有無價(jià)的價(jià)值,，從石油和天然氣到可再生能源以及核電等領(lǐng)域都是如此,。利用廣泛的數(shù)字庫存在現(xiàn)場快速生產(chǎn)關(guān)鍵部件的能力，使公司能夠削減與維修相關(guān)的成本和時(shí)間,，并確保關(guān)鍵的創(chuàng)收活動(dòng)能夠持續(xù)運(yùn)行,。
來源：Oilprice.com，作者：Felicity Bradstock,，由資源庫編譯,。
來源：3D打印資源庫

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反應(yīng)堆堆芯,？

這是普通人能干的事情嗎