长度达到9.5米！Voxeljet 将开发用于生产风力涡轮机的大型3D打印机

2021年9月18日，南极熊发现，在GE可再生能源部门最近发布的一份公告中描述了与voxeljet和Fraunhofer IGCV的合作，目的是开展风力涡轮机的有效生产。

△大尺寸的风力涡轮机叶片。来源：GE可再生能源

可再生能源已经成为一项使用量急剧增加的技术，而该领域的一个关键组成部分是风能。风能是通过风经过时涡轮机旋转转化得来的。拥有大直径叶片的风轮机能源转化效用最高，然而大叶片需要大的塔架，否则叶片尖端会撞击地面。换句话说，未来的风力涡轮机最好以巨大的规模制造，这就带来了一个问题。

在传统的工厂里制造这些巨大的部件意味着它们必须被运到建造地点。通常情况下，建造地点需要位于风向最佳的地方，这往往是在不靠近工厂的地点，又或者没有适当的道路通行。

大型部件的运输也意味着穿越公路网，而且有很大的尺寸限制。有时，这意味着大件物品必须被分割成多个部件，在现场组装，也需要额外的运输成本。

对于一个致力于降低排放的行业来说，这听起来并不像一个成功的案例。

△Voxeljet3D打印过程。来源：GE可再生能源

目前，业内推出的新概念是直接在施工现场生产较大的部件。Voxeljet的设备将打印出砂模，这将成为大规模铸造的模具。通用电气可再生能源公司表示：“一些部件的长度可能大到9.5米（31英尺）。我们正在开发的AdvanceCasting Cell（ACC）3D打印机将得到德国联邦经济事务和能源部的财政支持，通过打印的模具来铸造GE Haliade-X的机舱2的部件，每个部件的重量可以超过60公吨，这种生产模式将把模具制作时间从十周或更长时间缩短到只有两周。"

△大型涡轮机部件的铸造工艺。来源：GE可再生能源公司

Voxeljet 将开发一个更大的3D打印机来承担这个角色，但这不应该是一个问题，因为他们的粘合剂喷射工艺很容易扩展。不过，该公司还从未制造过这种尺寸的设备。目前他们最大的设备是巨大的VX4000，它的构建体积为4000 x 2000 x 1000毫米。这大约是一个小房子的大小，但假设的"VX10000 "将明显更大，他们的目的是将新的3D打印机安装在建造地点附近，然后为高达60吨的涡轮机部件生产铸件。

通用电气可再生能源公司高级添加剂设计工程师Juan Pablo Cilia说："3D打印模具将带来许多好处，包括通过改善表面光洁度、零件精度和一致性来提高铸造质量。此外，由于优化设计，沙子粘合剂喷射模具或增材模具通过减少加工时间和其他材料成本来节约成本。这种前所未有的生产技术将改变生产效率，允许在发达国家在本土进行生产，这对我们希望最大限度地发挥海上风电的地方经济发展效益的客户来说是一个关键的跨越。"

Voxeljet 公司预计将在一个航运港口架设3D打印机，在那里铸造涡轮机部件，然后直接搬到船上，把它们带到海上的建造地点。这意味着3D打印机和铸造操作只需要在一个地区设置一次，因为它可以通过海上运输服务于大片的海上区域。

Voxeljet 公司CEO IngoEderer博士补充道："虽然场外按需3D打印为小批量的铸造零件提供了许多好处，但在现场运行3D打印系统可以充分利用该技术的能力。鉴于对海上风力涡轮机的需求，这将对完成项目进度和高市场要求有很大帮助。凭借我们高效的粘结剂喷射技术，结合我们在大型工业3D打印方面的经验，我们为铸造业的客户提供服务已超过20年。将3D打印带入真正的工业制造领域是我们的使命，因此我们非常高兴能成为这个开创性项目的一部分"。

据悉，该打印系统的首次试验预计将在明年年初进行。这对voxeljet来说是一个非常好的举措，因为该行动将使海上风能建设更加有效和更加环保。这也将是一个长期的计划，因为未来对风能的需求只会越来越大，他们装备的任何 "港口工厂 "都会忙碌很多年。