Теплообменники будущего: опыт TEMISTh и Eplus3D

Производители оборудования сталкиваются с беспрецедентным давлением: компоненты должны работать в экстремальных условиях (высокие температуры, давление, агрессивные среды), при этом цепочки поставок нестабильны, а затраты на разработку новых решений нужно снижать.

Традиционные методы производства часто не справляются с задачей создания легких, термически оптимизированных деталей сложной формы, которые необходимы для энергосистем следующего поколения. На этом фоне технология селективного лазерного сплавления металлических порошков становится ключевым инструментом. Компания Eplus3D предлагает решения, которые повышают эффективность производства, снижают затраты на протяжении всего жизненного цикла изделия и помогают предприятиям сохранять конкурентоспособность в условиях перехода к устойчивой энергетике.

Оборудование для задач энергетики

Для производства компонентов, работающих под высокими нагрузками, важна стабильность и точность. Eplus3D предлагает линейку установок, адаптированных под разные масштабы задач в энергетическом секторе:

• EP-M300: Область построения 300 × 300 × 450 мм. Компактная система с одним или двумя лазерами, идеальная для точных деталей сложной формы (теплообменники, турбинные лопатки).

• EP-M400S: Область 400 × 400 × 400 мм с количеством лазеров от 1 до 4. Универсальное решение для средних серий.

• EP-M650: Область 650 × 650 × 750 мм с 4–8 лазерами. Подходит для крупногабаритных узлов.

• EP-M825: Область 825 × 825 × 1000 мм с количеством лазеров до 10. Решение для масштабных промышленных задач.

Основной проект: теплообменники для опреснения воды (TEMISTh)

Французская компания TEMISTh, лидер в производстве теплообменного оборудования, более десяти лет специализируется на решениях для экстремальных условий – от криогенных систем до сред с давлением до 1000 бар. В поисках способов преодоления ограничений традиционного производства компания обратилась к технологиям металлической 3Д печати Eplus3D.

Главной задачей стало участие в проекте DESOLINATION. Это инновационная инициатива, объединяющая технологии концентрации солнечной энергии и передовые теплообменники для опреснения воды. Основная сложность заключалась в оптимизации теплопередачи между сверхкритическим углекислым газом и высококонцентрированным раствором соли. Для эффективной работы требовались внутренние каналы такой геометрии, которую невозможно получить литьем или фрезеровкой.

Для решения задачи TEMISTh использовала принтер Eplus3D EP-M300 с двумя лазерами мощностью 500 Вт и областью построения 300 × 300 × 400 мм. Это оборудование позволило изготовить сложные облегченные теплообменники из никелевого сплава IN718 с оптимизированными внутренними каналами потока.

Процесс печати занял 130 часов непрерывной работы при толщине слоя 50 мкм. После термообработки плотность материала превысила 99,9%, что подтвердило способность деталей выдерживать экстремальные температуры и давление. 

Модульная конструкция позволила собрать из напечатанных элементов крупногабаритный теплообменник размером 0,4 × 1,2 × 1,6 метра, преодолев ограничения по размеру камеры печати.

Результаты превзошли ожидания: время производства сократилось вдвое по сравнению с традиционными методами, а количество отходов материала уменьшилось на 40%. Кроме того, технология позволила перейти к модульной сборке крупногабаритных систем, что ранее было затруднительно.

Жан-Мишель Юго, генеральный директор TEMISTh, отметил важность партнерства: «Уже более трех лет мы сотрудничаем с Eplus3D, чтобы интегрировать аддитивное производство в наши процессы. Их команды в Китае и Германии неизменно поддерживали наши уникальные требования, обеспечивая установку с экспертным техническим руководством и оптимизацией процессов на основе обучения. Мы особенно ценим их отзывчивую техническую команду, которая помогает минимизировать простои производства. Это сотрудничество позволило нам полностью контролировать производство теплообменников, усовершенствовать методы проектирования и сократить сроки поставки».

Заключение

Технология селективного лазерного сплавления металлического порошка позволяет создавать детали со сложной внутренней геометрией, которые улучшают теплопередачу, снижают вес и выдерживают экстремальные условия эксплуатации.

Внедрение аддитивных технологий помогает сократить время производства вдвое, уменьшить отходы материала на 40% и обеспечить плотность деталей в 99,9%. Eplus3D продолжает развивать свои решения, предлагая инженерам энергетической отрасли инструменты для создания более эффективных, надежных и экологичных систем будущего.

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640