用3D打印的喷油嘴提升船舶发动机的效率

为了保护环境，缓解全球气候变暖的趋势，很多行业都在想办法减少二氧化碳量的排放量。海运行业自然也不例外，他们把重点放在了大型船舶发动机的优化上，希望能够降低燃料消耗。

在这种情况下，喷油嘴作为一个重要部件，成为了一些人的研究对象。喷油嘴负责将燃料注入发动机，以确保燃料和氧气在发动机内充分燃烧。

丹麦技术大学（DTU）年轻的研究员、机械工程博士后托马斯-达赫曼（Thomas Dahmen）基于大量的研究，3D打印了一个喷油嘴，目前正在进行测试。

“我们很早就意识金属3D打印可以帮助我们优化船舶发动机，比如采用复杂的几何造型来优化结构，可以实现性能提升和轻量化。不过我们在3D打印方面的经验非常欠缺，一直没有实施。现在我们和丹麦技术大学进行了合作，很有可能实现突破。” MAN Energy Solutions（曼恩能源解决方案公司）的工程师彼得-哈根（Peter Hagen）说道。

托马斯基于对喷油嘴技术的理解，设计了一个喷油嘴，接着采用模型分析工具3D-QFD对喷油嘴的三维模型进行了分析测试。在此基础上，托马斯又做了一些修改。随后他3D打印了新设计的喷油嘴。

“基于3D打印技术的优点、模型分析结果和我对喷油嘴技术的理解，我设计一套模块化的组件，以此来提高发动机的性能和寿命。”托马斯说道。

和原来的喷油嘴相比，新的喷油嘴的油路管道采用了弯曲的设计，可以让燃料的流动更顺化。原来的喷油嘴受限于工艺，油路存在直角，很容易导致油在直角处积压。从目前的测试结果看，新的喷嘴设计有助于改善发动机的燃烧，还有助于减少发动机的氮氧化物排放，不过还需要进一步研究来证明这种效果。

此外，托马斯还采用了激光粉末床融合和粘合剂喷射这两种3D打印技术，通常测试对比来确定哪种3D打印技术更适合用来制造喷油嘴。