增材制造正在能源领域全面从试验阶段转向核心生产工作流。

2023年，能源应用在增材制造硬件、材料和服务上的总支出为5.81亿美元，2024年达到7.09亿美元，同比增长22.1%。



金属技术驱动了大部分价值创造，运营商正在为涡轮机、反应堆和井下系统打印功能部件。

硬件是衡量持续应用的主导指标。金属硬件收入从2023年的2.02亿美元增长至2024年的2.52亿美元，增幅达24.8%。

这反映了在认证中心和运营商设施中生产级系统的投产。

材料消耗的增速更快，这是系列化生产的标志。金属材料收入在2024年增长了48.5%，达到4400万美元。

服务在部件认证和数字库存管理方面仍具有战略重要性。在金属领域，服务收入在2024年增长了19.2%，达到1.24亿美元。

在聚合物领域，服务目前占该细分市场的近60%，从2023年的1.43亿美元增至2024年的1.73亿美元。







能源运营商的应用方式明确：金属增材制造用于热端部件和压力边界部件，聚合物增材制造则用于工具、气动测试件、外壳和物流辅助件。

能源行业的规模化速度较快，有几个结构性因素。

首先，该行业运营的资产复杂，承受高热和机械负荷，具有定制几何形状和长使用寿命。

对于老旧的核电机组和成熟的燃气轮机，过时淘汰管理正在推动增材制造的采用，为无需重新铸造或硬模具的数字再造开辟了道路。

其次，偏远和海上场地的停机与物流成本高昂，使得分布式、按需制造在经济上极具吸引力。

第三，可再生能源的建设和电网规模储能带来了新的外形尺寸和热传递挑战，而增材制造在流体/热优化设计方面能带来显著益处。



在核能领域，增材制造的目标既是寿命延长计划，也是新建项目。

西屋电气公司正在使用增材制造来延长现有电厂的寿命并建造新电厂。他们已将增材制造整合到其燃料和电厂部件的战略中。

该公司在其先进制造组合中运营着激光粉末床熔融和热丝激光焊接技术。

法马通已将多个增材制造部件投入商业运行，包括在 Vattenfall 的 Forsmark 3号机组安装的LPBF不锈钢燃料组件。

BWX Technologies 正在与橡树岭国家实验室开发高温和耐火部件，并探索可用于满足反应堆特定约束的粘结剂喷射燃料形式。

美国能源部的变革挑战反应堆计划已从一次性打印堆芯转向面向工业的方法，结合了先进制造、集成传感和数字认证骨干。

这些努力与运营商的近期需求相一致：复制已停产的部件，并验证能够改善热传递、碎片过滤和辐射耐受性的新几何形状。



石油天然气运营商正在利用增材制造来最大限度地减少停机时间、加快现场维修速度并整合部件。

康菲石油在阿拉斯加的 Ruston 燃气轮机上测试了打印的燃烧器旋塞和阀门，并使用增材制造解决了加拿大一处水处理设施的腐蚀问题。

壳牌将阿姆斯特丹能源转型园区用作研发中心，与 GE Additive 生产了镍718微混合器，并与 TEAM 和 Vallourec 合作，交付了一个用于在役维修的功能性WAAM泄漏修复夹具。

Equinor 一直在寻求大型WAAM和数字仓储技术以维持海上资产运行，报告了用于海洋驱动装置安装的大型打印法兰。

贝克休斯将对PEEK线材的研究与面向生产的部件整合相结合，包括一个采用 Oqton 制造软件设计的、集成流道的一体式缓冲管。



以增材制造为中心的区域性石油天然气生态系统正在兴起，尤其是在中东。

由3D Systems和Dussur创立的沙特阿拉伯国家增材制造创新公司正在为石油天然气构建本地化供应网络，获得了DNV对关键备件的认证。

JOME Engineering 将不锈钢阀门生产从铸造转向通过 Vipra AM 进行机器人金属3D打印，将交付周期从大约两个月缩短到不到48小时。

最近，Roboze 和阿拉伯船舶建造与维修厂开始在巴林开发一个增材制造智能工厂，利用工业挤出系统和数字库存工作流为海事和能源客户服务。

冷喷涂供应商——包括 Titomic 和 SPEE3D——正在与DNV和区域合作伙伴一起进入认证框架。



可再生能源面临一系列不同的限制条件，增材制造正被应用于土木结构和热端部件。

GE Vernova 和 voxeljet 共同开发了 VX9000，这是一个能够打印长达9.5米砂模以铸造大型涡轮机部件的粘结剂喷射系统；首批成功铸件于2025年在 Baettr 铸造厂完成。

国家实验室和大学正在测试用于风电叶片的热塑性可回收材料和大型挤出技术。

在苏格兰，Renewable Parts Limited、SSE Renewables 和苏格兰国家制造研究所展示了使用增材工艺对风电部件进行再制造的途径。

在热端方面，西门子能源的旅程可追溯到2017年经过发动机测试的打印涡轮叶片，现已涵盖LPBF修复、WAAM制造特征以及其专有的、用于在役叶片的 HybridTech 修复升级。



聚变商业化的时间表仍不确定，但增材制造已成为大多数私营开发商工具包的一部分。

Commonwealth Fusion Systems 正在追求由高场超导磁体实现的紧凑型托卡马克，并与英国原子能管理局合作，致力于实现电厂规模部署。

托卡马克能源公司报告称，其球形托卡马克在2022年实现了1亿摄氏度的等离子体里程碑。

研究人员正在使用增材制造为采用磁约束的装置制造铜基射频发射器、钨部件和碳化硅结构。

在场反向位形项目中，Helion Energy 计划采用氘-氦-3燃料循环并提取脉冲功率，并与微软达成了首个此类承购协议。

Type One Energy 正试图通过使用大型金属增材制造来生产设计所需的精密复杂线圈和支撑结构，以降低仿星器几何形状的风险。

另一家公司 Proxima Fusion 刚刚在一轮创纪录的融资中筹集了1.3亿欧元，该公司正在使用增材制造建造第一个商业仿星器。



传统的制造方法难以应对仿星器线圈和支撑结构所需的复杂几何形状。

增材制造通过允许直接用聚合物、复合材料或金属高精度构建复杂形状，绕过了这一瓶颈。

在开发UST-2仿星器时，研究人员证明可以打印聚合物和复合材料线圈框架，并填充增强树脂，以实现优于0.3毫米的公差。

同样，对EPOS仿星器线圈的测试表明，3D打印的铝结构可以在预测范围内保持位置精度和磁性能。