NREL將激光3D打印技術(shù)應(yīng)用于海洋能源研究，開發(fā)高自由度8軸打印系統(tǒng)

2025年8月19日，南極熊獲悉，美國能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 正在Flatirons 園區(qū)使用新型激光金屬 3D 打印機加速海洋能源創(chuàng)新。3D打印技術(shù)正在幫助研究人員快速設(shè)計、建造和測試能夠承受極端海洋沖擊力的零部件原型。

美國國家可再生能源實驗室（NREL）機械工程師保羅·默迪（Paul Murdy）說道：“與塑料相比，金屬部件可以承受5到10倍的力。這種耐用性對于海洋能源設(shè)備至關(guān)重要，這些設(shè)備利用波浪、洋流和潮汐等運動發(fā)電——如果完全利用這些能量，能夠滿足美國高達60%的電力需求�！�

到目前為止，開發(fā)全尺寸海洋原型既昂貴又耗時。新型打印機改變了這一現(xiàn)狀。NREL 研究工程師 Casey Nichols 說道：“我們在使用小型機器進行快速成型和增材制造方面擁有豐富的經(jīng)驗。但擁有一臺更大的 3D 打印機讓我們能夠進行更大規(guī)模的研究�！�

這套由田納西州One-Off Robotics公司定制的新系統(tǒng)擁有八個運動軸，能夠創(chuàng)建復(fù)雜的幾何形狀。它能夠制造長達一米的近乎全尺寸的結(jié)構(gòu)，使用高達2500°F（約1377攝氏度）的激光將不銹鋼熔化成精確耐用的層。

尼科爾斯說：“利用這項技術(shù)，我們可以彌合從高級幾何形狀的概念設(shè)計到實際零件生成和測試之間的差距，將計算機模型轉(zhuǎn)化為物理實驗�！�

除了海洋能源，這款打印機還支持多個行業(yè)的研究，包括航空航天、海軍艦艇、熱水器和制藥。NREL 內(nèi)部團隊已開始使用它，將開發(fā)周期從九個月縮短至幾天。NREL 研究員查爾斯·坎登說道：“在實驗室采用我們的新型快速成型機之前，我們的團隊通常需要等待長達九個月才能獲得一個金屬部件。有了這樣的系統(tǒng)，幾天之內(nèi)就能拿到那個部件。”

對Murdy來說，重點依然在于材料。他解釋道：“我們需要使用金屬，因為它們強度高、耐腐蝕�！彼�的團隊正在為不同的海洋環(huán)境定制不銹鋼部件，從平靜的海床到充滿活力的河床。

通過這項投資，NREL 將 3D打印定位為加速海洋能源技術(shù)的重要工具，同時也提升了美國在航空航天、航運等領(lǐng)域的制造能力。