NREL將激光3D打印技術(shù)應用于海洋能源研究，開發(fā)高自由度8軸打印系統(tǒng)

2025年8月19日，南極熊獲悉，美國能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 正在Flatirons 園區(qū)使用新型激光金屬 3D 打印機加速海洋能源創(chuàng)新。3D打印技術(shù)正在幫助研究人員快速設計、建造和測試能夠承受極端海洋沖擊力的零部件原型。

美國國家可再生能源實驗室（NREL）機械工程師保羅·默迪（Paul Murdy）說道：“與塑料相比，金屬部件可以承受5到10倍的力。這種耐用性對于海洋能源設備至關(guān)重要，這些設備利用波浪、洋流和潮汐等運動發(fā)電——如果完全利用這些能量，能夠滿足美國高達60%的電力需求。”

到目前為止，開發(fā)全尺寸海洋原型既昂貴又耗時。新型打印機改變了這一現(xiàn)狀。NREL 研究工程師 Casey Nichols 說道：“我們在使用小型機器進行快速成型和增材制造方面擁有豐富的經(jīng)驗。但擁有一臺更大的 3D 打印機讓我們能夠進行更大規(guī)模的研究?！?/div>

這套由田納西州One-Off Robotics公司定制的新系統(tǒng)擁有八個運動軸，能夠創(chuàng)建復雜的幾何形狀。它能夠制造長達一米的近乎全尺寸的結(jié)構(gòu)，使用高達2500°F（約1377攝氏度）的激光將不銹鋼熔化成精確耐用的層。

尼科爾斯說：“利用這項技術(shù)，我們可以彌合從高級幾何形狀的概念設計到實際零件生成和測試之間的差距，將計算機模型轉(zhuǎn)化為物理實驗?！?/div>

除了海洋能源，這款打印機還支持多個行業(yè)的研究，包括航空航天、海軍艦艇、熱水器和制藥。NREL 內(nèi)部團隊已開始使用它，將開發(fā)周期從九個月縮短至幾天。NREL 研究員查爾斯·坎登說道：“在實驗室采用我們的新型快速成型機之前，我們的團隊通常需要等待長達九個月才能獲得一個金屬部件。有了這樣的系統(tǒng)，幾天之內(nèi)就能拿到那個部件?！?/div>

對Murdy來說，重點依然在于材料。他解釋道：“我們需要使用金屬，因為它們強度高、耐腐蝕?！彼膱F隊正在為不同的海洋環(huán)境定制不銹鋼部件，從平靜的海床到充滿活力的河床。

通過這項投資，NREL 將 3D打印定位為加速海洋能源技術(shù)的重要工具，同時也提升了美國在航空航天、航運等領(lǐng)域的制造能力。