能源生產(chǎn)系統(tǒng)非常復(fù)雜多樣的，擁有可以處理極端條件的關(guān)鍵部件。換句話說(shuō)，這是一個(gè)完美的3D打印用例。世界各國(guó)政府和私營(yíng)機(jī)構(gòu)一直在緩慢但穩(wěn)定地測(cè)試能源生產(chǎn)系統(tǒng)中的3D打印組件，這是對(duì)其進(jìn)展的簡(jiǎn)要觀察。
提高傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的效率

在傳統(tǒng)能源（化石燃料）方面，美國(guó)能源部（DOE）多年來(lái)一直為先進(jìn)制造業(yè)研究提供資金。2018年，15個(gè)項(xiàng)目共獲得880萬(wàn)美元，用于測(cè)試其化石燃料系統(tǒng)技術(shù)。由DNV GL運(yùn)營(yíng)的一個(gè)項(xiàng)目將研究使用漸變屬性作為超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)技術(shù)的微通道換熱器。聯(lián)合技術(shù)研究中心正在開(kāi)發(fā)一種計(jì)算方法，用于預(yù)測(cè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中增材制造的鎳基超合金部件的機(jī)械性能。近一年來(lái)，Siemens一直為工業(yè)蒸汽輪機(jī)提供3D打印金屬替換部件，他們已經(jīng)在全負(fù)荷下展示了3D打印渦輪葉片。GE還出貨了9,000多個(gè)3D打印燃?xì)廨啓C(jī)部件。


3D打印能源系統(tǒng)概述




在核領(lǐng)域，俄羅斯國(guó)有核電公司Rosatom成立了一家開(kāi)發(fā)3D打印技術(shù)的公司，該公司開(kāi)發(fā)了用于生產(chǎn)電源部件的Gen II打印機(jī)。Siemens在斯洛文尼亞的Kr?ko核電站安裝了一個(gè)用于消防泵的金屬葉輪，證明舊系統(tǒng)可以使用現(xiàn)代化的生產(chǎn)方法進(jìn)行更新。
利用先進(jìn)制造技術(shù)增強(qiáng)可持續(xù)能源倡議
太陽(yáng)能（光伏）似乎是最不可能應(yīng)用3D打印的能源形式，但研究人員對(duì)3D打印太陽(yáng)能電池的潛力持樂(lè)觀態(tài)度。麻省理工學(xué)院的科學(xué)家認(rèn)為，3D打印電池的效率將提高20％，成本只是傳統(tǒng)電池的一半。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）以A3紙的形式3D打印太陽(yáng)能電池卷，可應(yīng)用于建筑物表面以產(chǎn)生可再生能源。
風(fēng)能系統(tǒng)，其巨大的推進(jìn)器，可以運(yùn)送數(shù)百英里，可能是最明顯的能源來(lái)源，可以受益于集成的3D打印。使用3D打印機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)制造風(fēng)力渦輪機(jī)不僅可以節(jié)省運(yùn)費(fèi)，而且可以消除昂貴且耗時(shí)的模具加工。美國(guó)能源部已經(jīng)與公共和私人組織合作將其進(jìn)一步推進(jìn)。

當(dāng)然，可再生能源系統(tǒng)需要某個(gè)地方存儲(chǔ)它們捕獲的能量，即電池。曼徹斯特城市大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種能夠制造石墨烯電池的3D打印機(jī)，哈佛大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種3D打印鋰離子電池的方法。世界各地的其他研究人員和工程師在3D打印能量?jī)?chǔ)能方面取得了其他進(jìn)展，例如蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的“氧化還原液流”電池。