Министерство энергетики США инвестирует $1 млн в исследование 3D-технологий

3 августа 2015 года президент США Барак Обама и Агентство по охране окружающей среды объявили о новом плане «Чистой энергетики». Фундаментальная цель этой инициативы заключается в снижении зависимости от тяжелых углеродных источников энергии, таких как уголь и нефть, и смещении в сторону зеленых возобновляемых ресурсов (ветровая и солнечная энергии). Похоже, что лучшего времени для реализации этой инициативы быть не может, поскольку индустрия вырабатывания электричества посредством ветра уже бурно развивается и обеспечивает энергией 17,5 млн домов по всей территории Соединенных Штатов. Помимо этого, обходясь всего в 2,35 цента за киловатт-час, цена на энергию ветра оказывается дешевле, чем средняя стоимость более привычного нам электричества на оптовом рынке в большей части страны.

Имея это в виду, Министерство энергетики США недавно объявило о плане инвестировать значительные средства в технологию 3D-печати с надеждой в будущем снизить стоимость изготовления лопастей ветровых турбин на 5%. Хосе Заяс, директор департамента ветро- и водно-энергетических технологий при Управлении энергоэффективностью и возобновляемыми источниками энергии, утверждает, что эти предлагаемые 5% экономии при охвате 13000 дополнительных лопастей в год равноценны $75 млн общей экономии.

Чтобы сдвинуться с мертвой точки, агентство инвестировало $1 млн в создание к середине 2016 года демонстрационной лопасти, изготовленной с использованием 3D-принтинга. Мои первые мысли о планах агентства были следующими: небольшие 3D-печатные части будут установлены в традиционные лопастные системы. Я был приятно удивлен, когда узнал, что на самом деле агентство планирует производство целых лопастей с использованием этой технологии.

Дэвид Дэниелсон, заместитель госсекретаря по вопросам энергоэффективности и возобновляемой энергии, сказал: «В прошлом, трехмерная печать представляла собой интерес, но была очень медленной. Она могла производить части, помещавшиеся в ладони. Мы движемся от деталей, которые можно держать в руках, до 12-метровых  объектов».

Судя по всему, такой интерес к 3D-печати в больших масштабах осуществляется с помощью некоторых очень опытных партнеров. Oak Ridge National Laboratory, крупнейшая лаборатория при Министерстве энергетики США, уже использует 3D-технологии для создания дома и автомобиля, работающих от солнечной энергии или природного газа.

Другой партнер, Sandia National Laboratories, обеспечивает научные и технологические решения для оказания содействия в вопросах национальной безопасности уже более чем 60 лет. В данном случае важным фактом является то, что они также разрабатывают «Laser Engineered Net Shaping» – процесс, посредством которого осуществляется трехмерная печать сложных металлических деталей из порошков, а также «Robocasting» – 3D-процесс, при котором производятся детали с использованием раствора на керамической основе через герметическую иглу.

Сейчас лопасти изготавливаются из форм, которые стоят больше $10 млн каждая и предназначены для производства около 1000 этих деталей. Проблема в том, что технология ветроэнергетики развивается в таком быстром темпе, что лопасти зачастую устаревают еще до того, как заканчивается срок службы форм. Как результат –  повышается стоимость производства.

Хосе Заяс говорит, что сами формы представляют собой сочетание композитов и стали. Когда вы собираетесь делать что-то из этого металла, то начинаете с большого стального блока и обрабатываете его резанием для получения необходимого объекта. Аддитивное производство является обратным процессом: вместо удаления вы добавляете. Он идет  снизу вверх, придавая необходимому вам предмету форму.

Хотя пока неясно, какие процессы 3D-печати будут использоваться для производства турбинных лопастей в будущем, предложенная экономия, ставшая возможной благодаря трехмерным технологиям, является хорошей новостью для отрасли, которая развивается и становится более эффективной с каждым днем. Если конечная цель заключается в сокращении мировой зависимости от ископаемого топлива, то такие инициативы будут способствовать широкому принятию практик использования зеленой энергетики не только с экологической необходимости, но и в экономическом плане.

 

По материалам: 3ders.org
Переведено: smileexpo.ru