2021 年，全球3D打印市场价值超过130亿美元，预计2022年至2030年期间的复合年增长率将达到20.8%。到目前为止，3D打印技术的最大用途之一是医疗领域。但随着市场的迅速扩大，其他行业正在研究如何使用3D打印技术获得更大的价值。
跨入能源领域
美国国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员开发了一种制造风力涡轮机叶片的新方法，可提高其性能和报废回收率。该团队不是用普通的热固性树脂制造刀片，而是设计了一种独特的设置，使用热塑性塑料进行 3D 打印，随后可以加热以恢复其原始聚合物以供重复使用。将他们的方法付诸实践，工程师们已经设法制造了一个 13 米长的原型，并且在未来，他们相信这个过程可以为制造商带来成本和速度的收益。
2021年10月18日，工业3D打印机制造商Optomec已将一套价值100万美元的LENS定向能量沉积（DED）系统出售给一个长期的航空客户。虽然该客户没有透露姓名，但外界认为它购买该系统是出于优化涡轮机的生产成本和飞行准备的目的，提高其在飞机维护、修理和大修（MRO）市场的地位。
从近年来技术发展的趋势明显可见，金属增材制造正在部分替代精密铸造技术，成为制造复杂零部件的新方式。以赛车涡轮增压器为例，该部件要求更复杂的几何形状、几何特征和材质，熔模铸造是以前唯一可用的方法。而基于选区激光熔化的3D打印技术为复杂涡轮增压器的设计与制造带来了全新的方式。本期，将分享的应用案例是一种3D打印高温合金双壁涡轮增压器，其设计采用了双壁结构，而这种复杂设计是无法通过传统工艺加工出来的。GF 加工方案通过软件、金属3D打印和后处理设备，以及专利设计的System 3R夹具这三股平行工作流程，为复杂双壁涡轮增压器提供了从设计到成品交付的完整增材制造解决方案。
加拿大麦吉尔大学和瑞尔森大学的工程师已成功将破坏环境的风力涡轮机废料转化为坚固的新型 PLA 3D 打印材料。使用机械研磨和热解的混合物，该团队已经能够将现已报废的风力涡轮机叶片回收成细纤维粉末。在总结测试中，叶片的残余物不仅显示出比原始玻璃纤维更高的强度和刚度，而且一旦与 PLA 集成，它们就证明能够产生坚固的纤维增强 3D 打印部件。
能源技术公司Siemens Energy开发了一种新颖的数字维修链，可以在传统制造的燃气轮机叶片上进行3D打印新功能。有趣的是，全自动链条采用了专门开发的激光粉末床熔合工艺HybridTech，而不是基于DED的3D打印技术，这通常是MRO应用的首选。除了仅维修涡轮机叶片外，该链条还旨在提供升级服务，特别是通过在叶片尖端安装复杂的冷却通道来减少裂纹和缺陷的风险。
3D打印一体化结构是一种具有代表性的为增材制造而设计（Design for additive manufacturing，DfAM）的结构。以增材制造的思维去设计时，需要突破以往通过铸造、压铸、机械加工制造所带来的思维限制，这个过程是充满挑战的。
Optomec是增材制造维修解决方案的领先提供商，已从美国空军赢得了一份价值100万美元的合同，以生产用于翻新涡轮发动机组件的系统。该平台旨在用作在Tinker空军基地（美国奥克拉荷马市）安装的大批量添加剂维修平台，预计每年可处理成千上万个零件。
本期，分享的是一个粉末床选区激光熔化3D打印技术在动力装备制造中的案例。应用对象是一种增材制造微型涡轮机，这一应用体现了粉末床技术成就复杂产品的优势，产品开发团队紧扣这一优势，提出了创新性的微型涡轮机设计方案。
