3D打印在能源行业的兴起

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导读：在能源行业，3D打印技术使得关键部件的现场生产成为可能，降低了维修成本，并最大限度地减少了各个行业的停机时间。在风能领域，3D打印的采用简化了操作，在六个月内提供快速投资回报，并确保标准化以提高可靠性和安全性。在核电方面，突破性的进展包括在短短三个月内完成的 3D 打印反应堆堆芯，展示了该技术在更快、更经济、更高效的能源系统方面的潜力。
从机器学习到人工智能（AI），多项新技术正在助力能源行业的改善。其中一项技术是3D打印，它允许多个能源行业的公司快速打印重要组件，以提高效率并降低交付成本和时间。随着越来越多的公司采用3D打印设备，该技术预计将推动石油和天然气运营以及可再生能源活动和核电的发展。
半个多世纪以来，康菲石油公司一直在阿拉斯加开采石油。恶劣、寒冷的条件使操作变得特别复杂供应链难以接入，且设备需要定期维护。过去，这家石油巨头主要依赖传统方法解决这些问题。但随着现代化和数字化程度的提升，康菲石油公司如今能够更快速、更高效地应对这些挑战。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开发项目之一。尽管条件艰苦，但该公司利润丰厚。
康菲石油公司的业务之一是使用燃气轮机燃烧压缩天然气，将天然气重新注入油藏以提高石油采收率（EOR），并为设施和钻井设备发电。这些设备依赖于燃烧器插头，用以混合燃料和压缩空气。随着时间的推移，这些插头会磨损，且很多原有插头已停产。
传统上，这些插头由当地机械车间使用过时的生产方法替代，这需要手动前期设计和大约30周的制造及交付时间。这种过程对于运营中的许多组件来说都是一样的，导致时间和收入损失。因此，康菲石油公司投资于3D打印技术，能在大约三周内提供现场所需的组件。未来，公司希望通过结合人工智能和3D打印技术，实现零件的数字化设计，减少存储零件所需的物理空间。
在可再生能源行业，情况也与此相似。随着公司逐步实现运营的数字化，他们越来越多地投资于3D打印技术，以此来节约时间和金钱。在风能领域，维斯塔斯为87个国家制造风力涡轮机，并利用内部3D打印技术来定制零件、专用工具和原型，这显著简化了运营过程。维斯塔斯的增材制造和先进概念首席工程师Jeremy Haight表示：“我们启动了一项3D打印试点计划，并在大约六个月内看到了实际的投资回报，效果远超我们的预期。”
在采用3D打印技术之前，维斯塔斯公司从世界各地的许多供应商那里采购关键组件，这些组件都是按照详细的制造说明生产的。生产过程可能需要6到12周时间，而且交付和检查合规性可能会增加额外的时间。如果零件不符合现场的安全标准，则必须重新制作，这给维斯塔斯带来了大量的时间和金钱损失。
与手工生产的各个供应商的组件相比，3D打印提供了一定程度的标准化，可以提升可靠性和安全标准。维斯塔斯的每个全球工厂都使用相同品牌和型号的工业级碳纤维3D打印机——Markforged X7。每个人都可以访问组件设计的数字库存和详细的3D打印机设置。该公司于2021年开始其3D打印计划，目前每年打印超过10,000个零件。
与此同时，重新普及的核电也依靠3D打印来支持其运营。美国橡树岭国家实验室（ORNL）在2020年首次使用DED机器生产了反应堆堆芯的3D打印原型。这是其“转型挑战反应堆演示”（TCR）计划的一部分，该计划旨在开发与传统机器制造相比，能在更短时间内提供经济实惠且高效的能源系统。从设计到打印完成，核心仅用了三个月时间就生产出来了。
在捷克共和国，3D打印在解决俄罗斯入侵乌克兰及随后战争引发的供应链限制方面显示出了无价的价值。捷克核能公司Škoda JS打印了数千个运行核业务所需的塑料和金属零件。这些打印机能在短时间内生产重达600公斤的金属零件，帮助该公司应对供应链中断问题。
显然，对3D打印机的投资对于能源行业的公司来说具有无价的价值，从石油和天然气到可再生能源以及核电等领域都是如此。利用广泛的数字库存在现场快速生产关键部件的能力，使公司能够削减与维修相关的成本和时间，并确保关键的创收活动能够持续运行。
来源：Oilprice.com，作者：Felicity Bradstock，由资源库编译。
来源：3D打印资源库

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反应堆堆芯？

这是普通人能干的事情吗