西門子在3D打印燃?xì)廨啓C(jī)葉片領(lǐng)域取得突破性成就。專家團(tuán)隊(duì)已完成對(duì)*采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)葉片的滿負(fù)荷測(cè)試。

測(cè)試在英國(guó)林肯市的西門子工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)測(cè)試中心中進(jìn)行。來(lái)自林肯、柏林和瑞典芬斯蓬的西門子工程師與材料解決方案部門的專家一起，歷時(shí)數(shù)月對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)葉片及其生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化。在短短18個(gè)月的時(shí)間里，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)，到材料開發(fā)，再到提出質(zhì)量控制新方法及進(jìn)行部件使用壽命模擬，這個(gè)化的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已成功完成了對(duì)整個(gè)工藝鏈的構(gòu)建。此外，西門子還對(duì)采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的、改良過(guò)內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)的葉片進(jìn)行了測(cè)試。

西門子成功完成對(duì)采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)葉片的滿負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。

1000英里/小時(shí)與11噸

“增材制造技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用挑戰(zhàn)性。此次測(cè)試的成功標(biāo)志著該技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用取得了重大突破。”西門子發(fā)電與天然氣集團(tuán)執(zhí)行官Willi Meixner表示，“增材制造技術(shù)是我們數(shù)字化戰(zhàn)略的重要支柱之一。測(cè)試的成功離不開由林肯、柏林和瑞典芬斯蓬的西門子工程師與材料解決方案部門的專家組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的辛勤努力。”

3D打印而成的輪機(jī)葉片被安裝在了功率為13兆瓦的SGT-400型工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)。該葉片由耐高溫的多晶鎳超合金粉末制造而成，能夠耐受高壓、高溫和燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力。

由于燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部充斥著高溫、高壓和超高離心力，輪機(jī)葉片必須能夠耐受條件：燃機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，葉片轉(zhuǎn)速可達(dá)1600公里/小時(shí)（相當(dāng)于波音737飛行速度的兩倍），受力高達(dá)11噸（約為倫敦一輛滿載雙層公交車的重量），并被1250攝氏度的氣體所包圍。

3D打印掀起燃?xì)廨啓C(jī)葉片生產(chǎn)領(lǐng)域的革命

目前，燃?xì)廨啓C(jī)葉片的生產(chǎn)工藝只有鑄造和鍛造兩種。在鑄造葉片前，必須先根據(jù)每個(gè)葉片制作出復(fù)雜的模具。這個(gè)過(guò)程非常復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)力且成本不菲。增材制造技術(shù)改變了這種現(xiàn)狀。它首先使用激光束照射薄薄的金屬粉末層，使之受熱熔融，然后移走激光束，等待金屬冷卻成型。逐層重復(fù)此過(guò)程，直至3D打印出葉片模型。借助增材制造技術(shù)，團(tuán)隊(duì)將燃機(jī)葉片從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的時(shí)間從兩年縮短到了兩個(gè)月。

“增材制造技術(shù)令人振奮，它正在改變我們的制造方式。利用這項(xiàng)技術(shù)，原型研發(fā)周期可縮短90%。”Meixner表示，“西門子是增材制造領(lǐng)域的先鋒。我們正在加快研發(fā)效率更高且可用性更強(qiáng)的新型燃?xì)廨啓C(jī)，使客戶更快享受到技術(shù)進(jìn)步的成果。同時(shí)，靈活的生產(chǎn)方式讓我們能夠?yàn)榭蛻暨M(jìn)行的個(gè)性化開發(fā)，并根據(jù)需求交付單獨(dú)備件。”