GE 3D打印熱交換器在900°C下測試
魔猴君 行業(yè)資訊 1266天前
美國企業(yè)集團(tuán)GE的研發(fā)部門GE Research已經(jīng)成功地在高達(dá)900°C的溫度下測試了一種新型3D打印熱交換器原型。與馬里蘭大學(xué)和橡樹嶺國家實驗室(ORNL)一起設(shè)計的GE Research的次規(guī)模熱調(diào)節(jié)裝置具有獨特的葡萄狀幾何形狀,使其具有極端的耐熱和耐壓性能?,F(xiàn)在已經(jīng)通過了初步試驗,其溫度超過了目前最先進(jìn)的設(shè)備的能力,超過了200°C,通用電氣研究公司表示,其原型可以在能源部門找到應(yīng)用,"在現(xiàn)有和下一代發(fā)電廠和噴氣發(fā)動機平臺上實現(xiàn)更清潔、更有效的發(fā)電"。
據(jù)通用電氣研究院的首席工程師Lana Osusky說,增材制造在項目的早期成功中發(fā)揮了重要作用。"她說:"3D打印工藝和設(shè)計工具所提供的設(shè)計自由度使我們能夠更迅速地開發(fā)、建造和測試新的熱交換器設(shè)計,這在以前是不可能的。"我們可能不想吃這些葡萄,但當(dāng)我們完成這個關(guān)鍵的里程碑時,我們還是嘗到了勝利的滋味"。
通用電氣研究院和3D打印
作為一家跨國企業(yè)集團(tuán)的研發(fā)部門,通用電氣研究院從事的項目范圍很廣,從先進(jìn)的機器人到生物制品,但它也有一個強大的3D打印團(tuán)隊,專注于開發(fā)材料、機械工藝和光學(xué)技術(shù),以提高該技術(shù)的潛力,特別是在國防應(yīng)用中。在其之前的身份--通用電氣全球研究部下,該業(yè)務(wù)得到了America Makes的支持,與勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室(LLNL)一起開發(fā)了一臺商業(yè)級金屬3D打印機。該項目緊隨通用電氣研究公司的美國海軍合同之后,該公司獲得了900萬美元的資金,用于開發(fā)一種數(shù)字配對海軍零件的方法,以加速關(guān)鍵任務(wù)設(shè)備的生產(chǎn)。
最近,GE研究院的Forge實驗室設(shè)計了一個安全的3D打印區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),能夠以保護(hù)數(shù)據(jù)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊的方式進(jìn)行加密,并從國防高級研究計劃局獲得了進(jìn)一步的軍事資助,以增材制造一個 "憑空產(chǎn)生水 "的系統(tǒng)。鑒于通用電氣在航空航天領(lǐng)域有著悠久的歷史,而且其通用電氣航空部門已經(jīng)主動采用了3D打印技術(shù),因此其通用電氣研究部門現(xiàn)在開發(fā)了一種優(yōu)化的熱調(diào)節(jié)裝置也就不足為奇了,它說這種裝置可以在飛行中 "打破效率障礙 "并 "減少碳排放"。
通用電氣研究部的3D打印次規(guī)模熱交換器原型。圖片來自通用電氣研究院。
達(dá)到一個熱能的里程碑
自2019年初以來,GE研究院一直在通過ARPA-E的 "通過材料和制造工藝的高強度熱交換 "或 "HITEMMP "計劃開發(fā)其新型熱交換器。原則上,這個價值310萬美元的項目旨在產(chǎn)生一種緊湊的耐溫耐壓熱交換器,能夠以更高的效率運行電力渦輪機和噴氣發(fā)動機。
在該項目中,由Osusky領(lǐng)導(dǎo)的一個跨學(xué)科專家團(tuán)隊利用GE研究院設(shè)計的鎳超合金,創(chuàng)造了他們稱之為 "UPHEAT "的熱交換器。通過大量的模擬、原型設(shè)計和測試,科學(xué)家們的3D打印設(shè)備具有薄壁單元的集合,松散地類似于葡萄。與著名的腐蝕科學(xué)專家ORNL合作,GE Research現(xiàn)在已經(jīng)測試了其溫度調(diào)節(jié)裝置的熱阻,它不僅達(dá)到了項目的最初目標(biāo)900°C,而且實現(xiàn)了接近一半的目標(biāo)壓力3626磅/平方英寸,該團(tuán)隊打算在2022年第一季度之前交付一個完全符合要求的示范原型。
"從調(diào)節(jié)你在飛機上呼吸的空氣到保持你的汽車發(fā)動機、計算機和其他電子產(chǎn)品的冷卻,熱交換器發(fā)揮著重要的功能,在我們的日常生活中無處不在,"通用電氣在其發(fā)布的新聞稿中總結(jié)道。"對GE來說,這些設(shè)備對于以最清潔、最有效的方式為世界提供大規(guī)模發(fā)電和噴氣推進(jìn)系統(tǒng)至關(guān)重要。"
優(yōu)化熱交換器設(shè)計
在過去的三年里,3D打印所釋放的設(shè)計靈活性已經(jīng)越來越多地看到該技術(shù)被用來開發(fā)具有獨特幾何形狀和熱阻質(zhì)量的熱交換器。例如,2021年2月,3D Systems公司與美國陸軍簽訂合同,幫助生產(chǎn)3D打印拓?fù)鋬?yōu)化的熱交換器。早在2019年5月,ARPA-E還授予密歇根州立大學(xué)230萬美元,用于開發(fā)一種用于發(fā)電應(yīng)用的新型添加劑制造的熱交換器。使用適合LPBF的合金,該團(tuán)隊正在努力創(chuàng)建一個可擴展的、緊湊的熱設(shè)備,該設(shè)備具有很強的抗腐蝕性和高溫性。
與此同時,固態(tài)金屬3D打印專家Fabrisonic公司一直與美國宇航局的噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)合作,3D打印可用于太空的熱交換器。本月早些時候,該公司能夠幫助設(shè)計一個新的單件零件,消除了幾十個在長期任務(wù)中可能出現(xiàn)故障的小部件和接頭。
來源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/40444.html