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西門子能源使用連續(xù)復(fù)合材料的3D打印技術(shù)生產(chǎn)能源零件

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旨在生產(chǎn)3D打印和復(fù)合材料制造的初創(chuàng)公司以愛(ài)達(dá)荷州為基地的Continuous Composites。該公司的連續(xù)纖維3D打印（CF3D）技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，其中不僅包括3D打印和沿最佳路徑定向連續(xù)纖維增強(qiáng)材料的能力。連續(xù)復(fù)合材料通過(guò)為西門子能源公司生產(chǎn)發(fā)電機(jī)零件（FRA：ENR）證明了該技術(shù)的可能性。

連續(xù)復(fù)合材料公司與技術(shù)巨頭以及材料公司阿科瑪公司（OTCMKTS：ARKAY）共同工作了多年，能夠開(kāi)發(fā)出玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）。憑借227°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），該高溫?zé)峁绦跃酆衔锬軌蛏a(chǎn)大型，復(fù)雜的零件，而這些零件是常規(guī)復(fù)合材料制造方法所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。該材料的纖維體積分?jǐn)?shù)（FVF）超過(guò)50％，空隙率小于1.5％。

CF3D處理3D打印GFRP。圖片由Continuous Composites提供。

合作伙伴利用材料和CF3D工藝對(duì)3個(gè)發(fā)電機(jī)零件進(jìn)行3D打印，這些零件通常使用金屬鑄件制造，該工藝可能很昂貴，而且需要大量的交貨時(shí)間。但是，GFRP證明了西門子能源發(fā)電機(jī)和其他應(yīng)用的溫度要求。據(jù)兩家公司稱，采用CF3D工藝進(jìn)行3D打印GFRP零件可以使制造成本降低五倍，并且交貨時(shí)間從8個(gè)月減少到10個(gè)月，減少到3周。合作伙伴預(yù)計(jì)，由于能源設(shè)備的長(zhǎng)期停機(jī)，可節(jié)省100萬(wàn)美元的能源。

西門子能源首席技術(shù)開(kāi)發(fā)工程師Joel Alfano博士說(shuō)：“CF3D?的出色機(jī)械性能，再加上顯著的成本和交貨時(shí)間的減少，使我們選擇了連續(xù)復(fù)合材料。利用AM的復(fù)合材料替代金屬發(fā)電機(jī)組件的機(jī)會(huì)，對(duì)于解決我們?cè)谀茉葱袠I(yè)面臨的限制是一項(xiàng)有力的突破，而CF3D?技術(shù)正在使之成為可能?！?/span>

大多數(shù)發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械力轉(zhuǎn)換為電能，磁場(chǎng)和導(dǎo)體之間的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流。盡管大多數(shù)發(fā)電站都使用化石燃料來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，但是越來(lái)越多的其他能源（例如核電和可再生能源）被部署來(lái)驅(qū)動(dòng)此類發(fā)電機(jī)，例如Siemens-Continuous Composites項(xiàng)目中的發(fā)電機(jī)。

西門子能源公司的能源發(fā)生器。圖片由西門子能源提供。

西門子將在多大程度上實(shí)際使用該技術(shù)來(lái)生產(chǎn)用于能源生產(chǎn)的金屬替代零件尚不清楚。到目前為止，這似乎是一個(gè)演示者案例，沒(méi)有公開(kāi)宣布將CF3D實(shí)際部署到3D打印生成器組件。但是，由于很少有關(guān)于CF3D如何被客戶使用的公開(kāi)信息，因此這似乎是對(duì)該技術(shù)應(yīng)用程序的第一印象。

由Continuous Composites競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Arevo開(kāi)發(fā)的演示器，將大型發(fā)電機(jī)零件與3D打印自行車車架相比較，這很有趣。鑒于In-Q-Tel對(duì)Arevo的興趣，我們知道它們不僅是3D打印自行車車架。也許兩者都在秘密地為能源部門或軍事部門3D打印大型金屬替換零件。畢竟，Continuous Composites擁有用于美國(guó)空軍和洛克希德·馬丁公司的3D打印演示器項(xiàng)目。