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(yīng)190臺(tái)機(jī)器，這是預(yù)計(jì)將成為世界上最大的海上風(fēng)電場(chǎng)的前兩個(gè)階段。北海，距英格蘭約克郡海岸約130公里。該風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)計(jì)劃于2026年完工，預(yù)計(jì)可產(chǎn)生3．6吉瓦的電力，足以為450萬(wàn)英國(guó)家庭供電。

生產(chǎn)更大的風(fēng)力渦輪機(jī)出現(xiàn)新的挑戰(zhàn)，100多米長(zhǎng)的葉片也必須作為一個(gè)整體來(lái)生產(chǎn)，不能由多個(gè)部分組裝而成，并且玻璃纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度已達(dá)到承受越來(lái)越大的風(fēng)力的極限。

如今，葉片是使用極其昂貴的高級(jí)模具生產(chǎn)的，這種模具不僅非常大，而且還需要非常復(fù)雜的工藝才能有效地冷卻和固化玻璃纖維增強(qiáng)葉片。未來(lái)，大幅面復(fù)合3D打印技術(shù)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(zhǎng)的碳纖維增強(qiáng)葉片。雖然目前尚未真正應(yīng)用，但是Ingersoll和Themrwood等公司已經(jīng)證明，大幅面復(fù)合3D打印系統(tǒng)的成型尺寸可以無(wú)限大。

早在2018年，美國(guó)能源部的風(fēng)能技術(shù)辦公室和先進(jìn)制造辦公室就與另一家大幅面復(fù)合3D打印公司辛辛那提公司（Cincinnati Inc．）合作，將增材制造應(yīng)用于大型風(fēng)力渦輪機(jī)葉片模具的生產(chǎn)中。

對(duì)于大型產(chǎn)品（例如風(fēng)力渦輪機(jī)葉片）來(lái)說(shuō)，3D打印被認(rèn)為是非常有吸引力的選擇。這些產(chǎn)品屬于勞動(dòng)密集型，主要是通過(guò)手工勞動(dòng)來(lái)沉積大量復(fù)合材料，模具本身非常昂貴，而且耗時(shí)。

在風(fēng)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(fēng)電場(chǎng)中每座塔的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片可以優(yōu)化。這意味著有一天可以針對(duì)發(fā)電場(chǎng)中每個(gè)位置以及每個(gè)不同發(fā)電場(chǎng)中的單個(gè)位置，根據(jù)風(fēng)和湍流模式優(yōu)化每個(gè)渦輪機(jī)的葉片。增材制造技術(shù)降低成本，縮短的交貨時(shí)間。

但這需要時(shí)間。在最終材料密度和質(zhì)量、工藝可重復(fù)性和成本方面，3D打印仍然存在重大限制。更不用說(shuō)打印出如此大的物體。但是，渦輪機(jī)變得越來(lái)越大，已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，其生產(chǎn)過(guò)程將必須有3D打印技術(shù)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(wù)提供商Accucode建立了合作伙伴關(guān)系。雙方共同開發(fā)用于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的大型3D打印混凝土結(jié)構(gòu)。

△海上風(fēng)力渦輪機(jī)建設(shè)示意圖

該項(xiàng)目的前期工作在美國(guó)能源部的國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）中完成。經(jīng)過(guò)初步測(cè)試后，RCAM的混凝土3D打印機(jī)將會(huì)移至Accucode公司科羅拉多斯普林斯的站點(diǎn)， 以進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)。

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