引言：德國CAM軟件和制造巨頭西門子取得突破，完成一次特殊的滿負荷發(fā)動機試驗，其中的燃氣渦輪機葉片完全采用增材制造(AM)技術(shù)，這也意味著3D打印技術(shù)進入到生產(chǎn)領(lǐng)域更加可信確鑿。
GE,西門子，Turbocam,RapidPrototypingServices一直致力于通過3D打印技術(shù)用于葉片和渦輪的制造。
根據(jù)IDTechEx,在2014年用于石油和能源行業(yè)的3D打印機銷量為9800萬美金，而在2025年有望達到18億美金。顯然，這一預測是基于當前工業(yè)級3D打印技術(shù)在用于生產(chǎn)能源行業(yè)零部件的應用趨勢。德國CAM軟件和制造巨頭西門子已經(jīng)取得了突破，完成了一次特殊的滿負荷發(fā)動機試驗，其中的燃氣渦輪機葉片完全采用增材制造(AM)技術(shù)，這也意味著3D打印技術(shù)進入到生產(chǎn)領(lǐng)域更加可信確鑿。
IDTechEx對能源行業(yè)的3D打印機市場預測
西門子在模擬真實工作環(huán)境下成功地驗證了增材制造渦輪葉片的可行性。每分鐘13000轉(zhuǎn)，溫度超過攝氏1250度，西門子測試的葉片設計具有完全改進的內(nèi)部冷卻幾何制造。
葉片被安裝在功率為13兆瓦(MW)的西門子SGT-400工業(yè)燃氣輪機上。渦輪葉片由高性能多晶鎳高溫合金粉末制成，這允許它們承受高壓、高溫和渦輪高速運轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。滿載時，這些渦輪葉片運轉(zhuǎn)速度高達1600公里/小時，被溫度高達1250°C的空氣包圍后又進入400°C的空氣冷卻環(huán)境。
原型到生產(chǎn)西門子實現(xiàn)3D打印燃氣渦輪葉片突破
這些葉片來自與西門子收購的MaterialsSolutions公司，MaterialsSolutions的核心競爭力來自于其對選擇性激光熔融材料的控制能力。最擅長的領(lǐng)域包括Inconel625,Inconel718,以及鎳基合金包括HasteloyX,C263,C1023,CM247LC。通過實現(xiàn)對材料在加工過程中的控制，MaterialsSolutions發(fā)展了自己的核心競爭力：對諸如葉片這樣的高溫合金的加工能力，不僅是性能優(yōu)越，而且其幾何形狀也是通過傳統(tǒng)加工方式無法實現(xiàn)的。
原型到生產(chǎn)西門子實現(xiàn)3D打印燃氣渦輪葉片突破
西門子在材料科學、自動化、制造和工藝等重要領(lǐng)域有廣泛的知識，因此在3D打印行業(yè)中有著巨大的發(fā)展前景。先進的葉片設計的成功測試為下一步充分利用增材制造潛力打開大門。
增材制造可以實現(xiàn)優(yōu)良的機械性能，粉末狀原材料細晶組織，在微觀結(jié)構(gòu)上各向異性需要控制和引導。除了葉片，西門子正在開發(fā)獨特的燃氣輪機設計，憑借在能源市場100年以上的經(jīng)驗，西門子將新的設計可能性轉(zhuǎn)化為客戶的具體解決方案。
西門子廣泛使用增材制造技術(shù)進行快速成型，并已推出系列生產(chǎn)解決方案的組件用于燃氣輪機的壓縮機和燃燒系統(tǒng)。2016年2月，西門子在瑞典Finsp?ng投資2千140萬歐元開設制造金屬3D打印部件的大型工廠，開發(fā)新的或者改進的部件，以及用于更快地維修西門子工業(yè)燃氣輪機——例如SGT-800等。
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