壳牌和GE Additive共同打造具有绿色能源生产潜力的氧气氢气微混合器

通用电气的工业3D打印部门GE Additive与石油和天然气跨国公司壳牌合作，开发了一种独特的氧氢微混合器演示器。

这类部件也被称为氢氧燃烧器，通常用于旨在有效熔化金属废料的炉子，或用于工业、炼油厂或能源发电涡轮机内。使用Concept Laser M Line 3D打印机用镍合金718制作，该模型最初只是作为原型开发，但随着GE从事许多涡轮机研发项目，类似的东西有一天会找到最终用途。

"我们真的想让M Line通过它的考验，并测试它的极限，"壳牌公司的增材技术主题专家Joost Kroon解释说。"我们与GE Additive团队合作，同意应用添加剂技术来重新设想一个大型的、复杂的零件，其中包括传统方式难以制造的通道。

GE Additive ATC的研发

作为美国能源跨国公司GE的一个业务部门，GE Additive专门从事设计和制造利用金属3D打印潜力的部件。这项工作大部分发生在位于辛辛那提的通用电气增材制造技术中心（ATC），以及附近较新的通用电气增材制造设施，在那里，零件的设计和公司自己的技术在生产前都得到了优化。

在这些设施中开发的最引人注目的零件之一是GE的3D打印燃料喷嘴头。该部件的设计比CFM56的替代品轻25%，燃油效率高15%，它已成为3D打印在航空工业中的典型代表，现在已经生产了14万次。

在过去的十年里，GE通过收购Morris Technologies、Arcam和Concept Laser建立了其3D打印能力。该公司不仅继续销售这些机器，而且利用它们来开发更多的航空零件。这些部件已经在GE90、GE9X和催化剂发动机以及CFM国际公司的LEAP发动机（GE-Safran飞机发动机合资公司）中得到应用。

正如3D打印行业最近对ATC的参观所揭示的那样，GE的技术现在在国防领域得到了重视，它正在与美国陆军合作开发GE T901发动机的替代品。为了扩大其商业产品，该公司还推出了3系列Binder Jet 3D打印机，这个平台旨在实现工业规模的铸件等巨大金属部件的生产。

3D打印增强型微混合器 

壳牌和GE Additive的微混合器原型是作为一个联合设计和工程项目的一部分而开发的，目的是将M生产线推向绝对极限。从一开始，GE Additive工程师Sonali Sonawane就负责研究、设计和迭代零件的设计，以便在今年的Formnext贸易展上制造和展示。

具体来说，Sonawane的任务是想出一个大型的、复杂的零件，具有供氢气和压缩氧气通过的通道。一旦她和她在GE Additive的AddWorks团队的同事确定了一个氧气氢气微混合器，他们发现他们能够利用3D打印提供的设计自由，开发出一个具有结构上增强的阻力特性的部件。

"我们的初步研究表明，现有的微混合器通常是圆柱形的，当传统制造时，以适应储罐、管道和喷嘴的复杂布局，" Sonawane解释说。"为了增加复杂性，我们选择了一个大的圆锥形设计，并且还从一个平坦的结构转为一个带有ISO网格的弧形结构，以增加整体强度，而不是习惯性的平坦结构。"

将超过330个单独的喷嘴纳入一个圆形图案，所产生的部件围绕着类似于Fibonnaci序列的图案，只是在花和花瓣中进行了复制。高度为296mm，直径为484mm，这个大尺寸的作品经过了后期处理（并已在荷兰壳牌公司的阿姆斯特丹能源转型园区（ETCA）展出）。

虽然名义上是作为原型开发的，但该微混合器也可以在通用电气更广泛的能源业务中得到应用。最近在2022年10月，通用电气获得了美国能源部660万美元的资助，用于开发使其F级燃气轮机更加可持续的技术，使其能够燃烧更高水平的氢气。

壳牌公司参与微混合器的开发，象征着在石油和天然气领域更广泛地采用3D打印技术的趋势。事实上，今年早些时候，壳牌与玻璃纤维加固专家Poly Products公司合作，也为其一个海上设施3D打印了过时的零件，这种方式帮助它绕过了成本和交货期的障碍。

认识到这种需求的转变，3D Systems公司也将其认证的CuNi30 3D打印材料推向市场。这种合金最初是为亨廷顿-英格尔斯工业公司的子公司纽波特纽斯公司开发的，当暴露在从400°C（752°F）到低温-270°C（-454°F）的温度下时，具有出色的耐腐蚀性和高水平的稳定性。