接著，GE Renewable Energy簽署了Haliade－X 13 MW的第一份合同，同意向Dogger Bank A和Dogger Bank B供應190臺機器，這是預計將成為世界上最大的海上風電場的前兩個階段。北海，距英格蘭約克郡海岸約130公里。該風力發(fā)電場計劃于2026年完工，預計可產(chǎn)生3．6吉瓦的電力，足以為450萬英國家庭供電。

生產(chǎn)更大的風力渦輪機出現(xiàn)新的挑戰(zhàn)，100多米長的葉片也必須作為一個整體來生產(chǎn)，不能由多個部分組裝而成，并且玻璃纖維增強塑料的強度已達到承受越來越大的風力的極限。

如今，葉片是使用極其昂貴的高級模具生產(chǎn)的，這種模具不僅非常大，而且還需要非常復雜的工藝才能有效地冷卻和固化玻璃纖維增強葉片。未來，大幅面復合3D打印技術可以大大降低這些葉片模具的生產(chǎn)成本，甚至可能直接生產(chǎn)100多米長的碳纖維增強葉片。雖然目前尚未真正應用，但是Ingersoll和Themrwood等公司已經(jīng)證明，大幅面復合3D打印系統(tǒng)的成型尺寸可以無限大。

早在2018年，美國能源部的風能技術辦公室和先進制造辦公室就與另一家大幅面復合3D打印公司辛辛那提公司（Cincinnati Inc．）合作，將增材制造應用于大型風力渦輪機葉片模具的生產(chǎn)中。

對于大型產(chǎn)品（例如風力渦輪機葉片）來說，3D打印被認為是非常有吸引力的選擇。這些產(chǎn)品屬于勞動密集型，主要是通過手工勞動來沉積大量復合材料，模具本身非常昂貴，而且耗時。

在風電行業(yè)中，使用增材制造直接從CAD中生產(chǎn)定制葉片，還意味著在風電場中每座塔的風力渦輪機葉片可以優(yōu)化。這意味著有一天可以針對發(fā)電場中每個位置以及每個不同發(fā)電場中的單個位置，根據(jù)風和湍流模式優(yōu)化每個渦輪機的葉片。增材制造技術降低成本，縮短的交貨時間。

但這需要時間。在最終材料密度和質量、工藝可重復性和成本方面，3D打印仍然存在重大限制。更不用說打印出如此大的物體。但是，渦輪機變得越來越大，已經(jīng)成為一種趨勢，其生產(chǎn)過程將必須有3D打印技術的身影。

2019年12月，南極熊從外媒獲悉，混凝土3D打印初創(chuàng)企業(yè)RCAM Technologies與IT服務提供商Accucode建立了合作伙伴關系。雙方共同開發(fā)用于海上風力發(fā)電機的大型3D打印混凝土結構。

△海上風力渦輪機建設示意圖

該項目的前期工作在美國能源部的國家可再生能源實驗室（NREL）中完成。經(jīng)過初步測試后，RCAM的混凝土3D打印機將會移至Accucode公司科羅拉多斯普林斯的站點， 以進行進一步的研發(fā)。

RCAM與加利福尼亞大學歐文分校合作開發(fā)了一種低成本的陸地風輪機塔架3D打印方法，并進行了測試，獲得了加州能源委員會Grant EPC－17－023的資助。下一步是用于海上風力渦輪機基座的混凝土3D打印。