GE 3Dプリント熱交換器、900°Cでテスト

出典：中関村オンライン

米国の複合企業GEの研究開発部門であるGEリサーチは、新しい3Dプリント熱交換器のプロトタイプを最高900℃の温度でテストすることに成功した。

メリーランド大学およびオークリッジ国立研究所 (ORNL) と共同で設計された GE Research のサブスケール熱調節器は、ブドウのような独特の形状を特徴としており、極度の熱と圧力に耐えることができます。

GEリサーチ社は、このプロトタイプが現在最先端の機器の性能を超える200℃を超える温度での初期テストに合格したことから、エネルギー分野での応用が可能となり、「既存および次世代の発電所やジェットエンジンプラットフォームで、よりクリーンかつ効率的な発電を可能にする」と述べている。

GE リサーチの主任エンジニアであるラナ・オススキー氏によると、付加製造技術がプロジェクトの初期の成功に大きな役割を果たしたとのことです。「3Dプリントのプロセスと設計ツールによって得られる設計の自由度により、これまでよりも迅速に新しい熱交換器の設計を開発、構築、テストできるようになりました」と彼女は語った。

「このブドウを食べたくはないかもしれないが、この重要なマイルストーンを達成したとき、私たちは勝利を味わった。」

GE の研究と 3D プリンティング

GE Research は、多国籍コングロマリットの研究開発部門として、先進的なロボット工学からバイオ製品まで幅広いプロジェクトに取り組んでいますが、特に防衛用途における技術の可能性を高めるために、材料、機械プロセス、光学の開発に重点を置いた強力な 3D プリントチームも擁しています。

GE Global Researchとしての以前の役割では、この事業は、ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）と共同で商用グレードの金属3Dプリンターを開発したAmerica Makesによってサポートされていました。このプロジェクトは、GEリサーチが米海軍と契約を結んだ直後に始まったもので、同社は海軍の部品をデジタルで組み合わせてミッションクリティカルな機器の生産を加速させる方法を開発するために900万ドルの資金提供を受けた。

さらに最近では、GEリサーチのフォージラボが、サイバー攻撃からデータを保護する方法でデータを暗号化できる安全な3Dプリントブロックチェーンネットワークを設計し、国防高等研究計画局からさらなる軍事資金を受け取って、「無から水を生成する」システムを付加的に製造している。

GE の航空宇宙分野での長い歴史と、GE Aviation 部門が 3D プリント技術を積極的に採用してきたことを考えると、GE Research 部門が飛行中に「効率の壁を打ち破り」、かつ「炭素排出量を削減」できるとされる最適化された熱調節装置を開発したのも不思議ではありません。

△ ゼネラル・エレクトリック研究部門の 3D プリントされたサブスケール熱交換器プロトタイプ、ゼネラル・エレクトリック研究所の写真
熱の節目に到達

GE Researchは、2019年初頭からARPA-Eの材料と製造プロセスを通じた高強度熱交換（HITEMMP）プログラムを通じて、新しい熱交換器の開発に取り組んできました。原理的には、この310万ドルのプロジェクトは、電気タービンやジェットエンジンをより高い効率で稼働させることができる、コンパクトで温度や圧力に耐性のある熱交換器を製造することを目指している。

このプロジェクトでは、オススキー氏が率いる学際的な専門家チームが、GEリサーチが設計したニッケル超合金を使用して、「UPHEAT」と名付けた熱交換器を作成した。広範囲にわたるシミュレーション、試作、テストを経て、科学者らが 3D プリントしたデバイスは、大まかにブドウに似た薄壁の細胞の集合体を備えています。

腐食科学の著名な専門家であるORNLと協力して、GEリサーチはサーモスタットの耐熱性をテストし、プロジェクトの当初の目標である900°Cを達成しただけでなく、目標圧力のほぼ半分である3,626 psiを達成しました。チームは、2022年第1四半期までに完全に準拠したデモ用プロトタイプを提供する予定です。

「飛行機内の空気の調整から、自動車のエンジン、コンピューター、その他の電子機器の冷却まで、熱交換器は重要な機能を果たしており、私たちの日常生活に遍在しています」とGEは発表文で結論付けている。「GEにとって、これらの装置は、可能な限りクリーンかつ効率的な方法で大規模な発電とジェット推進を世界に提供するために不可欠です。」

熱交換器設計の最適化

過去 3 年間で、3D プリントによって実現された設計の柔軟性により、独自の形状と熱抵抗特性を備えた熱交換器の開発にこの技術が使用されるケースが増えています。たとえば、2021 年 2 月、3D Systems は米国陸軍から、3D プリントされたトポロジー最適化熱交換器の製造を支援する契約を受注しました。

2019年5月には、ARPA-Eはミシガン州立大学に、発電用途向けの新しい付加製造熱交換器の開発のために230万ドルを授与しました。チームは、LPBF に適した合金を使用して、腐食や高温に対する耐性が非常に高い、スケーラブルでコンパクトな熱デバイスの作成に取り組んでいます。

一方、固体金属3Dプリントの専門企業であるFabrisonicは、NASAのジェット推進研究所（JPL）と協力して、宇宙で使用できる熱交換器を3Dプリントしている。今月初め、同社は新しい一体型部品の設計に協力し、長期のミッション中に故障する可能性のある数十個の小さな部品やジョイントを排除することができた。

GE 3Dプリント熱交換器、900°Cでテスト

バーミンガム大学は金属 3D プリンターを宇宙に送るためにどのような取り組みを行ってきましたか?

[クラシックケース] シーメンスがドイツ鉄道の列車部品を3Dプリント

投影光造形法3Dプリントされた高度に生体模倣した足場に人工ナノ小胞を充填し、大部分の骨の再生を促進する

SIVóは、付加製造と減算製造を組み合わせたスペインとポルトガル初のメルティオエンジンメーカーとなる

一番人気の3DプリンターのWi-Fi機能は役に立たないのか？

Nature サブジャーナル: 厦門大学が付加製造技術を使用して磁気共鳴プローブヘッドを製造

ドイツのTRUMPFが新型金属3DプリンターTruprint 3000を展示

3D Systemsが新しい金属3Dプリンターとアルミニウム合金粉末を発売

ヤン・ヨンニアン教授独占インタビュー：80歳にして最前線で活躍するヨンニアンレーザー社から2台の新型マシンが発売

SUNLU、高靭性と180℃までの耐熱性を備えた2つの新しい感光性樹脂材料をリリース

推薦する

輸入代替：金属3Dプリンタースタートアップの攻撃

呂炳衡院士が西安に国立付加製造研究所株式会社を設立

2023年、Mange Technologyは産業グレードの金属ソフトウェアソリューションの開発を継続し、消費者向け印刷市場を拡大していきます。

韓国軍は軍事部品の製造に金属3Dプリントを採用

クールイーグルロボティクスの張宇氏：従来の技術を3Dプリントに統合し、製造業のインテリジェントなデジタル化を推進

3Dプリントされた軟組織は顎顔面補綴物を持つ患者に多くの利点をもたらす

Power2Buildがアフリカ最大の3Dプリント建物を完成、最初の住宅より4.5倍速く建設

サイエンスサブジャーナルの表紙：水に溶けるロボットを見たことがありますか？ゼラチンと砂糖の3Dプリント

CCTVニュース：寧夏回族自治区が3Dプリントした自動車エンジン砂コアを公開

ストラタシスとTuozhu Technology間の特許侵害訴訟に新たな進展：中国企業2社に対する告訴は取り下げられた

年間生産能力750トン！アルカムの2番目の3Dプリント金属粉末工場が稼働開始

ハイアールグループ、3Dプリント家電の新基準を提案

USNC、次世代核燃料設計のためにデスクトップメタル3Dプリンターを購入

中国の真のメーカーは、家庭でのパーソナライズされた 3D プリントを始めるのでしょうか?

フロリダ大学の最新科学：シリコンの高精度 3D プリント！