成本降10倍，氢能燃气轮机3D打印量产化实践，《量产中国行》走进明阳氢燃！

    氢能，作为技术密集、应用场景近乎苛刻的高新技术领域，其产业化落地的生产制造始终是行业人员头痛的问题，有些部件就连百万级精密加工都难以满足，金属3D打印作为后起之秀，能否凭借其一体成型、灵活高效，挑起氢能技术落地的生产大梁？
 

本期《量产中国行》专访无锡明阳氢燃动力科技有限公司（以下简称明阳氢燃）总经理王永志、技术工程师庞笑坤，通过对其自主研发的首个30兆瓦级氢燃机的生产实录，揭开3D打印在氢能领域的量产落地。
 

从概念到创下多个第一，纯氢燃机的由来与技术落地
    随着全球能源转型，氢能的纯天然、无污染日益受到关注，但传统的燃气轮机仍是以天然气燃料为主，在这种背景下，明阳氢燃公司应运而生。他们自主研发的纯氢燃气轮机以100%纯氢为燃料，具有启停灵活、爬坡速度快、调节范围广等特点，可有效提高电力系统灵活性，此外，纯氢还具有零碳排放突出优势，将在我国新型电力系统及服务沙戈荒的实际应用中发挥重要作用。
首个30兆瓦级纯氢燃气轮机——木星一号
     “木星一号”——是明阳氢燃首个自主研制的30MW级纯氢燃气轮机，也是目前全球功率最大、含氢量最高的纯氢燃气轮机发电机组，一经公布就受到全国50多家媒体关注，更登上《内蒙古卫视》接受专属报道。王永志总经理介绍，他们是基于氢气燃烧特点和预混燃烧原理，提出了创新的氢燃料微混燃烧方案，开发了30MW级纯氢燃气轮机微预混低排放燃烧技术。
    该技术通过微预混燃烧室气动热力设计、仿真分析、结构设计的多轮迭代，采用3D打印技术完成了一体化燃烧室喷嘴制造，经过燃烧室测试验证，攻克了氢气燃烧“易回火、强振荡、排放高”三大技术难关，掌握了纯氢燃烧机理和特性，形成了自主知识产权的纯氢燃气轮机燃烧室设计和控制技术。一台30MW级纯氢燃气轮机机组可将100万千瓦新能源项目每年5亿度弃电转化为2亿度稳定电力，可满足6万个家庭每年的用电需求，有效提高沙戈荒新能源项目经济性和电网输电稳定性。
 

燃烧室：温度、精度、强度的“技术攻关”，首个氢能3D打印精密件的生产落地
王永志总经理说，他们采用3D打印技术完成了一体化燃烧室喷嘴制造，由于燃烧室的特殊性，对金属3D打印件的耐高温性、结构强度、精密程度都提出了近乎苛刻的要求。

高温关：850℃的材料突围
喷嘴要在850℃下长期"烤验"，明阳氢燃团队自主研发了感性高温合金材料。美光速造3D打印设备用精准激光能量控制实现材料兼容，多轮仿真测试证明：打印件耐高温性能完全达标。

精度关：千孔如一的微米级挑战
火焰筒的壁面上分布着上千个小孔，为了保证火焰筒进气的均匀性，要保证这些孔的尺寸公差控制在微米级，这对金属3d打印行业来说都是个艰难的挑战。目前，美光速造的设备已经完成误差规格要求，其实际应用中的一致性表现将在后续通气/通水的仿真模拟测试中得到验证。

强度关：火焰筒及其拼接处的耐用性博弈
高速燃氢的机械震动会磨蚀部件，燃气轮机1-2万个小时的硬性生命周期，对打印件的强度及耐磨性提出了极高的要求。目前打印件已适配耐磨性指标要求，2000小时的强度仿真结果，也为后续长期稳定运行铺好了路。

复杂结构关：近千根复杂纠缠的精密管打印挑战
近千个纠缠的管，管内还有微孔，除了3D打印没别的招。" 王永志总经理的话道破了金属3D打印在复杂件上的核心优势。传统机加工易产生碎屑堵住小孔，后续拼接更是难题重重，五轴CNC也搞不定，美光速造通过软件及数据调控完成了艰难挑战。
 

从像沙子一样脆弱，到迈向“量产化”，成本降10倍，生产周期缩15倍
“我以前是做航空件的，业内一致认为3D打印件强度不够、精度不行。” 庞工程师坦言对金属3D打印的质疑，“后来没办法，老板强制要求试用，结果没想到是‘真香’！”

40万-几万，成本降十几倍
在美光之前，首款部件采用传统机加，不仅成本高达40万，钎焊整合，整个周期长达45天；找设备公司加工，虽将成本降至十几万，但生产仍卡在45 天。去年5月引入美光速造3D打印机，从加支撑、切片到打印（调光/铺粉），到后期线切割、去应力热处理，全流程压缩至15天，成本更是倍数级下降。

量产化实践，生产与成本双自由
目前，通过前期40个打印件的技术调整及4轮打印的数据整合，设备开始了量产化的生产实践，一旦突破连续不间断地批量生产（只需加粉），我们将彻底解放双手，单个火焰筒的生产周期压缩到想象不到的3天内，成本也将迎来断崖式的下降，彻底实现生产与成本双自由。
 

从“排队等待”到“双向奔赴”，降低了成本，成就了效率
       王永志总经理坦言，最初选择美光速造，源于行业普遍存在的痛点——其他厂商要么拒绝接单、要么排期冗长，加工周期根本赶不上项目进度；更关键的是，金属3D打印行业尚无统一标准，对方只负责打出‘型号’，至于能不能用、流量均不均匀，没法质检，出了问题更没法追责，打完就不管了。

     而跟美光速造的合作模式截然不同：从打印验证开始，技术调光、数据核验全程有专人跟踪支持；打印中遇问题能第一时间响应解决。“大家目标一致，都是为了满足实际使用需求”。后续还将就40个打印件统一开展实践应用测试，依托这几轮打印数据的迭代，设备运转也将走上正轨。

王永志总经理最后总结说：美光降低了我的成本、成就了我的效率，我用信任与实践锻造了美光技术。