GE、Fraunhofer IGCV 和 voxeljet AG 已建立研究合作伙伴關(guān)系，以開發(fā)世界上最大的可應(yīng)用于海上風(fēng)電的 3D 打印機，以簡化 GE Haliade-X 海上風(fēng)機關(guān)鍵部件的生產(chǎn)。

項目預(yù)計將在 2021 年第三季度啟動，初始打印機試驗將于 2022 年第一季度開始。

該項目涉及開發(fā)一種新型大幅面 Advance Casting Cell (ACC) 3D 打印機，該打印機能夠生產(chǎn)砂型，用于鑄造構(gòu)成海上風(fēng)機機艙的不同形狀和尺寸的高度復(fù)雜的金屬部件。

模塊化 3D 打印工藝基于 voxeljet 的核心“Binder-Jetting”技術(shù)，可配置為打印直徑達(dá) 9.5 米、重量達(dá) 60 多噸的鑄件的模具，從而縮短生產(chǎn)時間這種模式和模具從十周或更長時間到僅僅兩周。

弗勞恩霍夫鑄造、復(fù)合材料和加工技術(shù)研究所 IGCV 負(fù)責(zé)鑄造和材料技術(shù)問題以及數(shù)字過程監(jiān)控。

“3D 打印模具將帶來許多好處，包括通過改善表面光潔度、零件精度和一致性來提高鑄造質(zhì)量。此外，由于優(yōu)化設(shè)計，砂粘合劑噴射模具或添加劑模具通過減少加工時間和其他材料成本來節(jié)省成本。GE可再生能源高級增材設(shè)計工程師Juan Pablo Cilia說：“這種前所未有的生產(chǎn)技術(shù)將改變生產(chǎn)效率的游戲規(guī)則，允許在高成本國家進(jìn)行本地化制造，這對我們希望最大限度地提高當(dāng)?shù)睾Ｉ巷L(fēng)電經(jīng)濟發(fā)展效益的客戶來說是一個關(guān)鍵的好處。”

使用由德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)和能源部支持的 3D 打印機的使用，也有望通過消除從中央制造地點運輸大型零件的需要來減少產(chǎn)品的碳足跡。

該團隊還希望顯著改善生產(chǎn) Haliade-X 型風(fēng)機所涉及過程的環(huán)境足跡。

“我們的目標(biāo)是優(yōu)化模具打印，以避免極其昂貴的誤印甚至誤鑄，節(jié)省粘合劑和活化劑，并改善鑄造過程中的機械和熱性能。通過開發(fā)盡可能節(jié)約資源的工藝，我們希望幫助改善風(fēng)力渦輪機制造過程中的環(huán)境和成本平衡，”弗勞恩霍夫-Gesellschaft 研究所所長Wolfram Volk 教授說。

GE Renewable Energy 的 Haliade-X 海上風(fēng)機已被多個項目選中，其中包括將成為世界上最大的海上風(fēng)電場——英國的 Dogger Bank 風(fēng)電場。在那里，Haliade-X 13 MW 被用于兩個一期項目，而 Haliade-X 14 MW 已被選為 3.6 GW 海上風(fēng)電場第三期（最后一期）的首選技術(shù)。

早在 2020 年 12 月，該公司就開始擴建其位于法國蒙托瓦爾德布列塔尼的風(fēng)機機艙工廠，以適應(yīng) Haliade-X 海上風(fēng)機的機艙組裝。