Shell a GE additive tisknou kyslíkovodíkový mikrosměšovač - Články - Misan

Shell a GE additive tisknou kyslíkovodíkový mikrosměšovač

Aditivní technologieSpolečnost GE Additive se spojila s mezinárodní ropnou a plynárenskou společností Shell při vývoji unikátního prototypu kyslíkovodíkového mikrosměšovače.

 

 

Tyto součásti, známé také jako kyslíkovodíkové hořáky, se často používají v pecích pro tavení kovového šrotu nebo v průmyslových, rafinérských nebo energetických turbínách. Model byl vyroben z Inconelu 718 pomocí 3D tiskárny Concept Laser M Line. Původně byl model vyvinut pouze jako prototyp, ale něco podobného by mohlo jednou nalézt využití, protože GE pracuje na mnoha vývojových projektech turbín.

 

Odborník na aditivní technologie ve společnosti Shell Joost Kroon chtěl otestovat možnosti a limity stroje M Line. Ve spolupráci s týmem GE Additive se dohodli, že využijí aditivní technologie k přepracování velké složité součásti, která obsahuje kanály, jež by bylo obtížné vyrábět konvenčně.

 

 

 

Výzkum a vývoj v Technologickém centru GE Additive

 

GE Additive se specializuje na návrh a výrobu dílů, které využívají potenciál kovového 3D tisku. Velká část vývoje probíhá v Additive Technology Center (ATC) v Cincinnati, další pak v nedalekém novějším středisku, kde je konstrukce dílů a technologie před výrobou optimalizována.

 

Jednou z nejznámějších součástí, které byly vyvinuty, je palivová tryska GE. Je to díl navržený s 25% úsporou hmotnosti a 15% úsporou paliva oproti alternativě CFM56. Tato tryska se stala poutačem 3D tisku v leteckém průmyslu a byla vyrobena 140 000krát.

 

GE si během posledního desetiletí vybudovala znalosti a možnosti 3D tisku akvizicemi společností Morris Technologies, Arcam a Concept Laser. Firma stroje pro aditivní výrobu nejen stále uvádí na trh, ale využívá je k vývoji dalších leteckých dílů. Ty našly uplatnění v motorech GE90, GE9X a Catalyst, dále také v motorech LEAP společnosti CFM International, společného podniku GE a Safran Aircraft Engines.

 

GE nedávno prozradilo, že také začíná působit na poli obrany a spolupracuje s americkou armádou na vývoji náhrady za motor GE T901. Pro rozšíření své komerční nabídky společnost také uvedla na trh Binder Jet 3D tiskárnu Series 3 - systém navržený pro výrobu velkých kovových dílů, jakými jsou například odlitky, v průmyslovém měřítku.

 

 

 

3D tiskem vylepšený mikrosměšovač

 

Inženýrka GE Additive Sonali Sonawane byla pověřena výzkumem, návrhem a iteracemi konstrukce součásti před jeho výrobou a vystavením na letošním veletrhu Formnext. Jejím úkolem bylo přijít s velkou a složitou součástí obsahující kanály pro průchod vodíku a stlačeného kyslíku. Jakmile se s kolegy shodla na mikrosměšovači, zjistili, že jsou schopni využít konstrukční možnosti 3D tisku k vývoji součásti se zvýšenou pevností.

 

Předběžný průzkum prokázal, že stávající, klasicky vyráběné mikrosměšovače jsou válcové proto, aby obsáhly složité rozmístění nádrží, potrubí a trysek. Pro větší spletitost vybrali kuželový tvar a přešli od plochých k zakřiveným tvarům vyztuženým ISO mřížkami.

 

Výsledná součást obsahuje více než 330 samostatných trysek seřazených do tvaru připomínajícího Fibonnaciho posloupnost, která se objevuje například v květinách a okvětních lístcích. Výsledná stavba měřící 296 mm na výšku a 484 mm v průměru byla následně opracována a vystavena v Shell’s Energy Transition Campus Amsterdam (ETCA) v Nizozemsku.

 

Ačkoli byl mikrosměšovač původně vyvinut jako prototyp, mohl by mít také aplikace v energetice, kde GE působí. V říjnu 2022 získala společnost GE 6,6 milionu dolarů z fondu amerického ministerstva energetiky na vývoj technologií, které učiní její plynové turbíny třídy F udržitelnějšími tím, že jim umožní spalovat vyšší množství vodíku.

 

Zapojení společnosti Shell do vývoje mikrosměšovače je předzvěstí širšího přijetí 3D tisku v ropném a plynárenském průmyslu.