美能源部投巨资开发3D打印风力发电机叶片

在美国，清洁能源开发已经提上日程，为了减少对煤和石油等高碳能源的使用，去年8月奥巴马和环境保护署宣布了一项新的清洁电源计划。其中美国在风能方面已经取得了一些成效，全美1750万家庭因此受益，风能发电的成本仅为2.35美分/千瓦时，价格低于美国许多地方的电力批发市场的均价。

正是因为风能在美国的逐渐普及，为了节约风力发电机叶片的制造成本，美国能源部最近宣布将投资100万美元将3D打印技术应用于风力发电机叶片制造中，其目标是在2016年中期以前开发出一个使用3D打印技术制造的展示叶片，并最终开发出全3D打印的叶片。
据能源效率和可再生能源办公室的风能、水能技术总监Jose Zayas称，借助3D打印技术可以将制造成本降低5%，这就意味着每年可以多制造1.3万个叶片，总体节约7500万美元。

能源效率和可再生能源办公室助理主任David Danielson称：“在过去，3D打印是很有趣，但它的速度太慢了，只适合制造巴掌大的部件。而现在我们希望能够将3D打印的部件扩展到40英尺那么大。”

当然了，美国能源部提出3D打印大尺寸对象的这个计划是很有底气的，因为他得到了两家在这一领域非常有经验的合作伙伴的支持。其中之一就是橡树岭国家实验室（ORNL），它是美国能源部下属最大的一家国家实验室，在不久前该实验室已经使用3D打印技术创建了依靠太阳能或天然气来发电的住宅和汽车。

另一个伙伴则是 Sandia国家实验室，这家机构自成立60多年来一直在为美国提供与国家安全问题相关的科技解决方案。该实验室甚至还曾经发明过增材制造技术——激光直接成型 （LENS），这是一种能够打印复杂金属部件的粉末3D打印工艺；还有Robocasting，这是一个通过加压针使陶瓷浆料注浆成型成为三维部件，然后在窑炉里烧制硬化。.

在这两家机构的协助下，美国能源部希望能够使用3D打印技术使当前的制造方法更有效率，进而实现成本节约。事实上，当前用来制造叶片的模具成本高达1000万美元，但是每个模具只能制造大约1000个叶片。更加麻烦的是，由于风能技术的发展速度很快，这些叶片常常会在到达其使用寿命之前就已经过时了，进一步推高了制造成本。

据了解，这种模具是用复合材料和钢结合制造的。不过目前尚不清楚将来美国能源部会使用什么样的3D打印工艺来制造风力发电机叶片。

传统制造的涡轮叶片模具

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