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西門(mén)子在3D打印燃氣輪機葉片領(lǐng)域取得突破性成就。專(zhuān)家團隊已完成對*采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的燃氣輪機葉片的首次滿(mǎn)負荷測試。

測試在英國林肯市的西門(mén)子工業(yè)型燃氣輪機測試中心中進(jìn)行。來(lái)自林肯、柏林和瑞典芬斯蓬的西門(mén)子工程師與材料解決方案部門(mén)的專(zhuān)家一起，歷時(shí)數月對燃氣輪機葉片及其生產(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)零件的設計，到材料開(kāi)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)國際化的項目團隊已成功完成了對整個(gè)工藝鏈的構建。此外，西門(mén)子還對采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的、改良過(guò)內部冷卻結構的葉片進(jìn)行了測試。

西門(mén)子成功完成對采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的燃氣輪機葉片的首次滿(mǎn)負荷發(fā)動(dòng)機測試。

1000英里/小時(shí)與11噸

“增材制造技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的應用挑戰性。此次測試的成功標志著(zhù)該技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的應用取得了重大突破。”西門(mén)子發(fā)電與天然氣集團*執行官Willi Meixner表示，“增材制造技術(shù)是我們數字化戰略的重要支柱之一。測試的成功離不開(kāi)由林肯、柏林和瑞典芬斯蓬的西門(mén)子工程師與材料解決方案部門(mén)的專(zhuān)家組成的國際項目團隊的辛勤努力。”

3D打印而成的輪機葉片被安裝在了功率為13兆瓦的SGT-400型工業(yè)型燃氣輪機內。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、高溫和燃氣輪機運轉所產(chǎn)生的離心力。

由于燃氣輪機內部充斥著(zhù)高溫、高壓和超高離心力，輪機葉片必須能夠耐受極端條件：燃機滿(mǎn)負荷運行時(shí)，葉片轉速可達1600公里/小時(shí)（相當于波音737飛行速度的兩倍），受力高達11噸（約為倫敦一輛滿(mǎn)載雙層公交車(chē)的重量），并被1250攝氏度的氣體所包圍。

3D打印掀起燃氣輪機葉片生產(chǎn)領(lǐng)域的革命

目前，燃氣輪機葉片的生產(chǎn)工藝只有鑄造和鍛造兩種。在鑄造葉片前，必須先根據每個(gè)葉片制作出復雜的模具。這個(gè)過(guò)程非常復雜、耗時(shí)費力且成本不菲。增材制造技術(shù)改變了這種現狀。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。逐層重復此過(guò)程，直至3D打印出葉片模型。借助增材制造技術(shù)，團隊將燃機葉片從設計到生產(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。利用這項技術(shù)，原型研發(fā)周期可縮短90%。”Meixner表示，“西門(mén)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的新型燃氣輪機，使客戶(hù)更快享受到技術(shù)進(jìn)步的成果。同時(shí)，靈活的生產(chǎn)方式讓我們能夠為客戶(hù)進(jìn)行精準的個(gè)性化開(kāi)發(fā)，并根據需求交付單獨備件。”