エネルギー機器の表面性能の問題エネルギー機器は、高温、高圧、激しい腐食など、非常に深刻な条件で機能することがよくあります。たとえば、熱発電所のボイラーの加熱面は、高-温度煙道ガスによって時間とともに侵食されます。これは、高-温度酸化と熱疲労に対する耐性をテストするだけでなく、煙道ガスのフライアッシュ粒子の侵食と摩耗を引き起こします。これにより、表面の性能が低下し、熱交換が効率が低下し、機器の寿命が短くなります。石油化学産業では、反応タンクと熱交換器が長期間にわたって多くの腐食性材料にさらされています。これにより、表面が腐食しやすくなり、安全性の問題を引き起こしたり、機器の操作を損傷する可能性があります。一部のエネルギーデバイスは、パフォーマンスを向上させるために特定の表面微細構造も必要です。たとえば、風力タービンブレードには、摩擦が少なく、耐摩耗性が高い表面には、風の抵抗と摩耗を削減するために耐摩耗性が必要です。しかし、これらの特定の表面構造を作成することに関しては、典型的な製造方法には多くの問題があります。金属3Dプリントの背後にあるアイデアは、表面の特性を改善することです。個別のスタッキング原理は、金属3Dプリントを可能にするものです。それは、互いの上に金属粉またはワイヤーを積み重ねることで作品を作ります。物事を作成するこの方法により、印刷プロセス中に材料が堆積し、構造が形成される場所と方法を正確に制御できます。これにより、機器の表面の動作が改善されます。たとえば、金属3Dプリントは、高-温度合金や腐食{-耐性合金など、うまく機能する金属材料を選択できます。これらの材料は、高温で安定しており、腐食に耐性があり、摩耗に耐性があるため、機器の表面性能を改善できます。一方、レーザーパワー、スキャン速度、層の厚さなどの変更は、穀物のサイズや相組成など、材料の微細構造を制御できます。これにより、表面の機械的および物理的な特性が変更されます。表面3Dプリントを使用して表面の性能を向上させる方法表面金属3Dプリントの微細構造を変更すると、複雑な表面微細構造を正確にすることができます。たとえば、生体模倣サメの皮膚構造のような特定の形態やサイズの微細構造を風力タービンブレードの表面に印刷して、風力に対する耐性を低下させ、パワーの生成に効率的にすることができます。この微細構造は、印刷プロセス中にすぐに作成される可能性があるため、後で複雑な処理は必要ありません。オイルパイプラインの内側の壁に顕微鏡的溝または隆起を追加すると、流体が流れる方法に影響を与え、動きやすくなり、輸送をより効率的にすることができます。これらの微細構造は、スケーリングを停止し、パイプラインを同時に長持ちさせるのにも役立ちます。勾配材料をいくつかのエネルギーデバイスの異なる部分にするには、表面とは異なるものが必要です。金属3D印刷は、多様な目的を満たすために同じコンポーネントの異なる地域のさまざまな組成または品質を持つ材料である勾配材料を作成する場合があります。たとえば、ガスタービンブレードの先端は、高温や摩耗に耐えることができる必要がありますが、刃の根は耐性で強力である必要があります。メタル3D印刷を使用すると、高-硬さ、刃の先端に-耐性合金を摩耗させ、高-強度、刃の根の根の丈夫な合金を利用できます。これにより、材料の品質が徐々に変化し、ブレードの全体的なパフォーマンスとサービスライフが改善されます。表面コーティングと機能化のための処理金属3Dプリントを備えた表面コーティング技術を使用して、機器の表面をさらに良くすることもできます。印刷が完了した後、デバイスの表面にユニークな機能コーティングを置くことができます。これは、たとえば、高温、腐食、摩擦に抵抗するコーティングかもしれません。物理的な蒸気堆積（PVD）、化学蒸気堆積（CVD）、およびその他のプロセスを使用して、これらのコーティングを作成できます。それらは、金属3D印刷基板材料に適しています。たとえば、航空宇宙エンジンのブレードに熱バリアコーティングを置くと、刃が機能する温度を下げ、エンジンをより良く確実に機能させることができます。
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