将激光3D打印技术引入海洋能源研究

美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）通过在其Flatirons园区部署新型激光金属3D打印机，旨在加速海洋能源创新。这项技术正在帮助研究人员快速设计、制造和测试能承受海洋极端力量的原型设备。

“与塑料相比，金属部件可承受5至10倍的力，”NREL机械工程师Paul Murdy表示，“这种耐久性对于海洋能源装置至关重要——这些利用波浪、洋流和潮汐发电的设备，若完全捕获其能量，可满足美国高达60%的电力需求。”

此前，开发全尺寸海洋原型设备成本高昂且耗时。新打印机改变了这一现状。“我们在小型设备的快速原型制造和增材制造方面拥有丰富经验，”NREL研究工程师Casey Nichols表示，“但大型3D打印机让我们能开展更多实际规模的研究。”

这套由田纳西州One-Off Robotics公司定制建造的新系统具有八轴运动功能，可制造复杂几何形状。它能生产长达一米的近全尺寸结构，使用高达2500华氏度的激光将不锈钢熔化成精密耐用的叠层。

Nichols谈到，“利用这项技术，我们能弥合从先进几何概念设计到实际零件生成测试的鸿沟——将计算机模型转化为物理实验。”

NREL研究员Charles Candon则表示，除海洋能源外，该打印机还支持航空航天、海军舰艇、水加热和制药等多个行业的研究。团队已使用它将开发周期从九个月缩短至数天。在实验室引进这台快速原型制造设备前，往往要等待长达9个月才能获得一个金属部件。现在可以在几天内就能完成。

对Murdy而言，重点仍在材料上。他们需要使用金属，因为它们具有强度和耐腐蚀性。他的团队正在为从平静海床到湍急河床等不同海洋环境定制不锈钢部件。

通过这项投资，NREL正将3D打印打造为加速海洋能源技术发展的关键工具——同时提升美国在航空航天、船舶制造等领域的制造能力。