在工業(yè)革命之前，人類的能源需求并不大。例如，我們很高興利用太陽(yáng)的能量來(lái)取暖，利用馬匹進(jìn)行運(yùn)輸，利用風(fēng)能進(jìn)行環(huán)球航行，利用水來(lái)驅(qū)動(dòng)研磨谷物的簡(jiǎn)單機(jī)器。1780年代，一切都發(fā)生了變化，蒸汽發(fā)電廠迅速增長(zhǎng)，其中大部分部件都是使用高速車床制造的。

但自快速工業(yè)化開(kāi)始以來(lái)，隨著能源需求持續(xù)增長(zhǎng)，能源系統(tǒng)和技術(shù)變得更加復(fù)雜。因此，直到1952年CNC加工技術(shù)出現(xiàn)之前，制造商滿足能源行業(yè)的制造要求變得更具挑戰(zhàn)性。

在本文中，我們將介紹能源行業(yè)中的CNC加工。我們將介紹您必須了解的關(guān)于數(shù)控機(jī)床及其在當(dāng)今能源領(lǐng)域中的作用的三件事。那么讓我們開(kāi)始吧！

1、CNC加工有助于制造水力發(fā)電渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組件

水力發(fā)電渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)非常龐大，由數(shù)十萬(wàn)個(gè)部件組成。這些組件的設(shè)計(jì)和尺寸各不相同，有些組件比食指還小，有些則比汽車大。無(wú)論尺寸如何變化，一項(xiàng)關(guān)鍵要求是這些部件經(jīng)過(guò)精確加工，以確保無(wú)縫組裝。

數(shù)控機(jī)床是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在能源行業(yè)中用來(lái)滿足這些要求的關(guān)鍵加工技術(shù)之一。例如有些廠家依靠7軸CNC銑床來(lái)制造構(gòu)成其36英尺長(zhǎng)、25噸重的水力發(fā)電系統(tǒng)的大部分部件。

高度依賴數(shù)控機(jī)床的原因是可以理解的。首先，數(shù)控機(jī)床可以加工小至4μm的公差，這幾乎是許多水電零部件（如簡(jiǎn)單的軸、葉輪和襯套）的公差極限。其次，多軸數(shù)控機(jī)床特別適合制造極大且復(fù)雜的幾何形狀。

但數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用并不局限于可再生能源行業(yè)。

2、CNC加工有助于制造傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)和渦輪機(jī)中的難加工材料

與水力發(fā)電系統(tǒng)一樣，傳統(tǒng)的渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)（依靠化石燃料發(fā)電）也有數(shù)千個(gè)部件。然而，與可再生能源系統(tǒng)不同，傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組件要承受高達(dá)2300°F的極高熱條件，導(dǎo)致工程師依賴于這些組件的高強(qiáng)度和耐熱材料。

對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，尋找一種具有高強(qiáng)度和耐熱性的材料不是問(wèn)題。相反，挑戰(zhàn)在于為這些金屬找到合適的制造方法。例如，鈦及其合金等高強(qiáng)度材料的機(jī)械加工性較差（或一般），并且在金屬切削過(guò)程中容易產(chǎn)生顫動(dòng)。

由于數(shù)控機(jī)床與多種材料兼容，制造商依靠它們來(lái)制造傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)和渦輪機(jī)中的難加工金屬。例如，熟練的機(jī)械師通常對(duì)鈦進(jìn)行CNC加工，粗加工時(shí)建議切削速度為59 m/min，精加工時(shí)建議切削速度超過(guò)180 m/min。

3、CNC加工正在為太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究做出貢獻(xiàn)

太陽(yáng)能和風(fēng)能系統(tǒng)正在慢慢占據(jù)全球舞臺(tái)的中心，取代依賴化石燃料并導(dǎo)致氣候變化的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)。因此，正在進(jìn)行研究以提高這些系統(tǒng)的效率和性能。例如，一些研究科學(xué)家正在研究新型風(fēng)力渦輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)和太陽(yáng)能電池板的能源效率和性能。

正如您可能已經(jīng)猜到的那樣，數(shù)控機(jī)床是用于對(duì)大多數(shù)研究中使用的葉片和太陽(yáng)能電池板進(jìn)行快速原型制作的技術(shù)之一。這種偏好的一個(gè)主要原因是CNC加工中修改設(shè)計(jì)的方便性。

通過(guò)CNC加工，您只需修改3D CAD軟件上的尺寸，CNC機(jī)械師就能毫無(wú)問(wèn)題地快速制造您的新葉片（或太陽(yáng)能電池板設(shè)計(jì)）。注射成型等傳統(tǒng)制造方法的情況并非如此，您必須通過(guò)重新創(chuàng)建模具從頭開(kāi)始。