日前，來(lái)自法國(guó)能源公司IFP énergies Nouvelles（IFPEN）的一群研究人員開(kāi)發(fā)出了一種創(chuàng)新的方法，利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）3D打印出一種金屬化學(xué)反應(yīng)器。據(jù)稱這個(gè)全球首個(gè)3D打印化學(xué)反應(yīng)器將被用于清潔燃料和能源的生產(chǎn)。

據(jù)IFPEN稱，盡管金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)在航空航天和汽車工業(yè)有了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，但是其3D設(shè)計(jì)和打印的化學(xué)反應(yīng)器仍然是一項(xiàng)很重大的進(jìn)步，因?yàn)樗仨氃诟邷?、高壓條件下運(yùn)行，而且需要能夠容納氣體、液體和固體之間的反應(yīng)。他們3D打印的化學(xué)反應(yīng)器形狀既復(fù)雜、尺寸又小，使用傳統(tǒng)制造方法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了生產(chǎn)人員將用它開(kāi)發(fā)和測(cè)試燃料生產(chǎn)工藝。

如上所述，數(shù)字化設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)在這個(gè)專門的攪拌反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，因?yàn)檠芯繄F(tuán)隊(duì)不僅將3D打印用于原型，而且還包括制造最終的化學(xué)反應(yīng)器。正如一份新聞稿中所說(shuō)，IFPEN研究人員將數(shù)值建模工具與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)，如3D打印，結(jié)合起來(lái)模擬流體流動(dòng)（CFD），才開(kāi)發(fā)出這一創(chuàng)新的產(chǎn)品。

在進(jìn)行原型時(shí)，研究人員首先使用一種透明的樹(shù)脂材料3D打印出化學(xué)反應(yīng)器模型（與Additive3D合作），然后用該模型進(jìn)行大量的水動(dòng)力實(shí)驗(yàn)。樹(shù)脂的透明性使得團(tuán)隊(duì)可以看到化學(xué)反應(yīng)器復(fù)雜的內(nèi)部幾何形狀。一旦確定了最終的化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)，該3D打印技術(shù)也被用來(lái)制造金屬反應(yīng)器。據(jù)悉，研發(fā)團(tuán)隊(duì)是與3D&P合作完成最終的金屬3D打印過(guò)程的，后者是從法國(guó)工業(yè)集團(tuán)Aubry Finance分拆出來(lái)的一家公司。

令人矚目的是，與更加傳統(tǒng)的方法相比，這種3D打印的化學(xué)反應(yīng)器實(shí)際上更加接近于其設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)格，從而可以在反應(yīng)器中對(duì)于流體實(shí)現(xiàn)更高水平的控制。

總體來(lái)看，3D設(shè)計(jì)和打印使得研究人員能夠大幅削減了開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本，而且能夠創(chuàng)建結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)更好的功能和控制。據(jù)IFPEN稱，3D打印化學(xué)反應(yīng)器展示了3D打印技術(shù)的廣泛潛力，這只是該技術(shù)在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的第一步。