使用綠色燃料和提高性能的目標(biāo),讓大型貨船發(fā)動機(jī)使用3D打印更具有吸引力。
世界貨船的大型船用發(fā)動機(jī)是海運(yùn)業(yè)努力變得更加可持續(xù)的一個重要焦點領(lǐng)域,這也適用于發(fā)動機(jī)的各個部分,它們必須不斷優(yōu)化,以滿足未來更低、更環(huán)保的燃料消耗要求。
在這種情況下,一個重要的部件是噴油嘴,它將燃料注入發(fā)動機(jī),在那里與氧氣混合以確保最佳燃燒。
在DTU和MAN能源解決方案公司的合作項目中,一位年輕的研究人員對制造3D打印噴油嘴是否有利進(jìn)行了廣泛的調(diào)查。
3D打印金屬可以為我們提供一些機(jī)會,來設(shè)計船舶發(fā)動機(jī)的重要部件,這在以前是不可能的。
對3D打印的可能性進(jìn)行廣泛分析
來自DTU機(jī)械工程的研究人員進(jìn)行了這項研究,他首先對3D打印進(jìn)行了質(zhì)量部署功能分析。3D-QFD是一個分析模型,用于概述3D打印可以為產(chǎn)品整體增加的價值。
"通過應(yīng)用該模型并結(jié)合對3D打印方法和燃料噴射的技術(shù)見解,我創(chuàng)建了一個模塊化套件,即如何設(shè)計3D打印的噴嘴以提高發(fā)動機(jī)性能和產(chǎn)品壽命。"研究人員說。
噴油嘴的改進(jìn)是基于這樣一個事實,即通過略微不同的、更加彎曲的設(shè)計,可以實現(xiàn)更好的燃料流動。通過這種方式,新的噴嘴設(shè)計有助于改善發(fā)動機(jī)的燃燒。初步試驗還表明,該噴嘴有可能有助于減少發(fā)動機(jī)的氮氧化物排放,但需要進(jìn)一步研究來證明這種效果。
比較兩種不同的3D打印技術(shù)
新的3D打印噴油嘴在DTU實驗室中顯示出如此有前途的結(jié)果,隨后在哥本哈根研究中心的曼能源解決方案的全尺寸測試發(fā)動機(jī)上進(jìn)行了測試。
測試很順利,我們期待著接下來做一個長期的測試,托馬斯的全面調(diào)查為我們推進(jìn)船用發(fā)動機(jī)金屬部件的3D打印奠定了良好的基礎(chǔ)。我很肯定我們很快就會在真正的發(fā)動機(jī)中看到它們。彼得-哈根強(qiáng)調(diào),與DTU在持續(xù)優(yōu)化船用發(fā)動機(jī)方面的合作將在未來繼續(xù)。
在他的綜合分析中,除了研究噴嘴設(shè)計外,還比較了兩種不同的3D打印技術(shù)--激光粉末床融合技術(shù)和粘合劑噴射技術(shù)--結(jié)合使用不同類型的噴嘴材料的利弊。
這部分的分析突出了粘結(jié)劑噴射技術(shù)對復(fù)雜的與流動有關(guān)的噴嘴特征和特殊的高溫材料的適用性,這在其他制造工藝中是無法實現(xiàn)的。
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