Аддитивные и перспективные — Энергетика и промышленность России — № 06 (386) март 2020 года — информационный портал энергетика

Аддитивные и перспективные - Энергетика и промышленность России - № 06 (386) март 2020 года - информационный портал энергетика 3d печать
технологии, инновации, интеллект, автоматизация, акселератор, энергетика , проекты, электростанция, сертификаты, реестры, большие данные, индустрия 4.0, интернет вещей

Аддитивные и перспективные

Энергетика: тенденции и перспективы Ирина Кривошапка 344

На фото: Слева направо: Алексей гончаров, Андрей слива, Александр Гуденко, Регина Родякина, Алексей Щербаков, Дарья Гапонова. Сама установка электронно-лучевого аддитивного формообразования.

Дорого и все равно здорово аддитивные Технология — это способ создания и синтеза матрасных объектов. В промышленности и энергетике Протезирование относится к технологиям, основанным на поэтапном формировании изделий с добавлением материалов в основу. В самом ближайшем будущем эти инновации будут играть важную роль в цепочке создания многих промышленных товаров.

Мы поговорили с экспертами отрасли, которые поделились реальными образцами и продуктами, которые они используют аддитивных Технологии и методы 3D-печати, а также о том, как эффективность таких инновационных решений сочетается со спросом и стоимостью.

Тренды быстрых изменений

Учитывая глобальную тенденцию к цифровизации, сокращению выбросов углеводородов в атмосферу и устойчивому развитию, энергетическая отрасль находится в авангарде мировых тенденций. Как следствие, спрос на инновационные технологии в этом секторе растет, убеждена Екатерина Петрова, директор по работе с поколениями компаний РВК.

— Если говорить о глобальных тенденциях, то акцент делается не только на том, чтобы сделать процесс энергоснабжения конечных потребителей максимально удобным и комфортным, но и на экологически безопасных решениях, — говорит Е. Петрова. Мы запустили общий акселератор с крупными международными энергетическими игроками. Он искал решение, которое бы гарантировало его клиентам, что потребляемая ими электроэнергия поступает из возобновляемых источников.

В рамках акселератора мы познакомились с командой R&MP компании Airalab. К тому моменту она уже реализовала несколько пилотных проектов в области «зеленых» финансовых инструментов и возобновляемых источников энергии. энергетики Зеленые финансы на пересечении технологий IoT и blockchain. Среди этих проектов — автоматизированная версия «зеленого» сертификата и фондового сертификата на базе солнечной электростанции в Сколково, а также программа по сокращению выбросов углекислого газа в Назарбаев Университете.

По словам Екатерины Петровой, в каждом из конкретных сценариев IoT-устройства позволяют автоматизировать бизнес-процессы, блокчейн Ethereum становится общедоступным реестром из любой точки планеты, а соответствующий зеленый сертификат информация о публикации, распространении и использовании была подвергнута рейдерскому захвату. Использование данных с IoT-устройств.

Технология протезирования, или технология трехмерной печати, также востребована во многих отраслях. и энергетика И этот случай не является исключением. Среди выпускников Акселератора поколений можно выделить, в частности, компанию «Центр аддитивных Технологи разработали трехмерный принтер, который «развивает» песчаные формы прямо из компьютерных моделей в матрасы.

Технология помогает производителям двигателей ускорить процесс изготовления новых слепков более чем в десять раз с помощью разработанного компанией трехмерного принтера.Технология трехмерной печати форм актуальна для производства как монастырей, так и небольших партий, в том числе больших размеров, используемых в сложных машинах. Актуально. энергетике и атомной промышленности Технология используется для производства широкого спектра продукции, в том числе: a. Принтеры, разработанные центром аддитивных Принтеры, разработанные технологическими центрами, опережают зарубежных конкурентов по стоимости и ориентированы на отечественные расходные материалы.

Если говорить об инновационных тенденциях в России, то можно выделить технологии, направленные на оптимизацию производственных процессов на производственных мощностях предприятий. Поскольку энергетический сектор в нашей стране представлен в основном традиционными производствами, востребованными являются технологии, продлевающие срок службы оборудования, а также решения, связанные с промышленной безопасностью и обучением персонала.

— В нашу воронку также вошел недавно созданный бизнес «Виртуальные энергетические системы». Это позволило нам эффективно организовать продажу электроэнергии, а также производство, благодаря интеллектуальной системе измерения и управления, — говорит Е. Петрова. Управление процессом поставки электроэнергии потребителям позволяет энергосбытовым компаниям снижать издержки и одновременно увеличивать прибыль.

Это стало возможным благодаря механизму снижения потребления электроэнергии в зависимости от цен, утвержденному постановлением Правительства РФ весной 2019 года. Эта технология известна как demand response и в настоящее время активно развивается во всем мире. Ее суть заключается в том, что в периоды пиковых нагрузок, когда спрос на электроэнергию увеличивается, дополнительная энергия приобретается за счет сокращения использования электроэнергии потребителями, а не из производственных источников.

Потребитель зарабатывает столько же, сколько и производственная компания, но «производит» виртуальную энергию. Обычно ее покупают энергосбытовые компании и поставляют на рынок в больших объемах. Система виртуальной энергии стала началом внедрения этой технологии в России.

Используя программное обеспечение и оборудование собственной разработки на основе интернет-технологии IoT, компания помогает потребителям быстро установить коммерческие и реальные технические измерения и определить количество электроэнергии, которое можно продать на рынке без ущерба для производства. В ходе пилотных применений было установлено, что промышленные компании совместно с определенными поставщиками электроэнергии не только получают финансовую выгоду от продажи электроэнергии, но и снижают себестоимость своей продукции за счет оптимизации энергопотребления и повышения производительности оборудования.

В быстро меняющемся мире крайне важно уметь перестраивать или адаптировать свои технологии к условиям, определяемым постоянно меняющимися и современными реалиями. Энергетический сектор остается ключевой областью, которая будет определять многие аспекты нашего будущего.

Алгоритм, созданный заранее

Сложную задачу изменения физико-механических свойств металлов по всей толщине изделия решают ученые Московского государственного исследовательского университета энергетики. Создана электронно-пучковая машина аддитивного конфигурацию и, по сути, модель, способную детально описать основные закономерности 3D-производства с использованием электронных пучков, а также оптимизировать процесс и продвинуться к созданию «цифрового двойника» этой технологии.

Кроме того, научные специалисты экспериментально исследовали, как происходит нагрев и транспортировка металлов, в том числе при колебаниях электронного пучка в пространстве. Результаты показывают, что при правильно выбранных режимах вибрации происходит перенос металла, что изменяет геометрию создаваемых слоев и влияет на траекторию и частоту колебаний пучка. Аналогичные решения в этой области отсутствуют.

Главный практический результат проекта — это, конечно, создание автоматизированной системы управления технологическим процессом, — говорит Алексей Щербаков, руководитель проекта по гранту Российского научного фонда, профессор Национального исследовательского университета «МЭИ». Логичным подходом является создание замкнутой системы, стабилизирующей параметры, измеряемые датчиками, например температуру. Такая система исключает отклонения температуры от заданной. Это означает, что гарантируется постоянство размеров и формы изделий. Это непростая задача из-за высокой скорости нагрева и воздействия паров материала на датчики.

До сих пор было показано, что регулировать температуру во время процесса можно с помощью контроллера и встроенного в систему управления датчика — пирометра спектрального отношения, который может определять температуру объекта по цвету его излучения. В этом случае создаваемая модель позволяет заранее определить метод воздействия и алгоритм управления, что сокращает время на вспомогательные работы.

— Данная технология, использующая в качестве присадочного материала проволоку, имеет ряд преимуществ по сравнению с порошковой или традиционными видами изготовления металлических изделий (фрезерование, токарная обработка и т. д.), отмечает А. Щербаков. — Она позволяет экономить до десяти раз больше сырья (металла) по сравнению с механической обработкой, особенно при изготовлении полых или ребристых конструкций. Кроме того, это снижает производственные затраты как минимум в два-три раза, даже с учетом необходимости последующей механической обработки. Это особенно важно для создания прототипов изделий. Еще одним преимуществом является более низкая стоимость сырья и более высокая скорость нанесения покрытия (1-20 кг в час) по сравнению с порошковой технологией.

В то же время этот научный эксперт отметил, что технология еще очень новая и используется для решения специфических задач. В частности, послойное покрытие полых или расширенных деталей, при изготовлении которых традиционным способом значительная часть металла превращается в отходы (стружку). Например, топливные баки и ребристые несущие конструкции могут быть изготовлены не только из стали, но и из титана, алюминиевых сплавов и даже химически активных металлов с высокой температурой плавления. Это обусловлено тем, что процесс происходит в техническом вакууме, то есть в наилучшей из существующих защитных сред.

Алексей Щербаков, существующий недостаток инновационного решения, связан с необходимостью более позднего определения размеров, из-за неравномерности структуры и природно-механических свойств получаемого изделия, из-за влияния зон повторного нагрева и постепенного нагрева всего изделия в процессе производства. Обработка путем пространственного анализа технологии, измеряется в миллиметрах и проектируется поверхностными «волнами». Также техническая сложность процесса контроля вложения в сложные изделия обусловлена необходимостью одновременно контролировать пространственные и энергетические характеристики источника нагрева и скорость огнестрельного оружия из проволоки.

— Сегодня технологии очень точны. Настолько точные, что в состав узлов оборудования должны входить большие вакуумные камеры, электронные пистолеты, высоковольтные источники питания и роботизированные манипуляторы, электронные системы управления и наборы датчиков для непрерывного контроля параметров процесса. , — говорит А. Щербаков. информационной Среда решения проблем. аддитивного Производство изделий на основе технологии нанесения электронных покрытий с заполненным проводом источника питания».

Стоит отметить, что над проектом работала целая команда специалистов. В состав команды входят. Руководитель проекта Анджей Слиоба (метастазировавший идею в виде технологии и разработавший множество научно-технических решений, по которым проект не был реализован), аспиранты Дарья Гашонова и Александр Гуденко — контроль пространственных и энергетических свойств пучков. Оригинальные системы контроля и авторы новых решений в этой области, специалисты в области материаловедения и др.

СПРАВКА История аддитивных Технология создания металлических материалов зародилась давно. Пылевая технология была разработана в конце 1980-х годов, почти десятилетие спустя, в середине 1990-х годов, в Технологическом университете Чалмерса в Швеции и в Лазерном центре Фраунгофера в Германии появились первые коммерческие образцы. Проводной» существует с середины 1990-х годов, когда первые образцы оборудования были созданы компанией Sciaky Inc. В США за ней в конце 2000-х годов последовал исследовательский центр НАСА в Лэнгли.

Компания из Дубая использует технологию 3D-печати для реализации проекта под названием Smart Palm. Идея заключается в том, чтобы открыть на улицах города и пляжах станции, где люди смогут заряжать свои мобильные телефоны и подключаться к Wi-Fi. Smart Palm» имеет современный дизайн и собирает солнечную энергию. Дополнительные технологии позволят создать новый тип ветряной турбины: Orange Silicon Valley решила построить микротурбину. Обычные ветряные турбины сложно транспортировать, но новые устройства можно легко перевезти куда угодно. Кроме того, они идеально подходят для городских условий. Прототип был напечатан из ABS-пластика на настольном 3D-принтере. Другой зарубежный стартап, RCAM Technologies, решил применить 3D-печать для производства ветряных турбин. Причем вместо микротурбин разработчики создают высотные установки. Это связано с тем, что чем выше установка, тем эффективнее она работает. Суть этой технологии проста. Детали ветряной турбины печатаются на месте; в 2019 году этот стартап стал одной из лучших компаний года! аддитивный технологий в энергетике .

Оцените статью