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    西門(mén)子完成了發(fā)動(dòng)機葉片增材制造里程碑

    閱讀次數:15270    發(fā)布時(shí)間:2017-03-17 13:19:00


    日前,德國制造和電子公司西門(mén)子剛剛宣布成功地完成了對其新的3D打印燃氣渦輪機葉片的發(fā)動(dòng)機測試,測試速度為13000轉/分,溫度則超過(guò)了1250攝氏度。西門(mén)子成功完成對完全采用增材制造(也稱(chēng)“3D打印”)技術(shù)生產(chǎn)的燃氣輪機葉片的首次滿(mǎn)負荷核心機試驗,實(shí)現技術(shù)上的重大突破,這可能是工業(yè)增材制造業(yè)的一個(gè)重要里程碑。

    西門(mén)子在發(fā)動(dòng)機滿(mǎn)負荷狀態(tài)下成功驗證了多個(gè)采用傳統設計的增材制造渦輪機葉片。這意味著(zhù)該葉片的測試轉速達到每分鐘13,000轉,測試溫度超過(guò)攝氏1,250度。此外,西門(mén)子還測試了利用增材制造技術(shù)制造的經(jīng)全面改良內部冷卻結構的新葉片。


    據了解,新3D打印葉片采用了一個(gè)創(chuàng )新性的、用先進(jìn)的CAD軟件設計的內部冷卻結構,由Materials Solutions公司制造。Materials Solutions是一家英國增材制造公司,于2016年8月被西門(mén)子收購,它位于英國伍斯特地區,專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)透平機械高溫應用的高性能部件。對透平機械設備來(lái)說(shuō),精度、表面光潔度和材料質(zhì)量對確保部件的運行性能至關(guān)重要。上述試驗在位于英國林肯的西門(mén)子工業(yè)燃氣輪機廠(chǎng)的測試裝置上進(jìn)行。



    在18個(gè)月的時(shí)間內,西門(mén)子工程師和Materials Solutions的增材制造專(zhuān)家完成了整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程,從葉片設計和AM(增材制造)材料開(kāi)發(fā)到新的模擬技術(shù)的開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制的執行。

    這些葉片安裝在13兆瓦(MW)的西門(mén)子SGT-400工業(yè)燃氣輪機上。該增材制造輪機葉片利用多晶鎳超合金粉末制造,能夠耐受高壓、高溫和燃氣輪機的高速運轉所產(chǎn)生的離心力。在滿(mǎn)負荷核心機試驗中,這些燃氣輪機葉片運行速度超過(guò)1,600公里/小時(shí),受力高達11噸(相當于倫敦一輛滿(mǎn)載公交車(chē)的重量)。這些葉片被攝氏1,250度的氣體包圍,然后利用超過(guò)攝氏400度的空氣冷卻。在林肯工廠(chǎng)測試的先進(jìn)葉片設計改進(jìn)了冷卻性能,可以提高西門(mén)子燃氣輪機的總體效率。



    除了能實(shí)現復雜的內部冷卻系統外,增材制造技術(shù)也縮短了每個(gè)葉片的生產(chǎn)時(shí)間。該技術(shù)將原型開(kāi)發(fā)的前置時(shí)間減少了90%,由于這樣的效率和測試的成功,西門(mén)子打算繼續使用Materials Solutions的3D打印設施和專(zhuān)業(yè)知識來(lái)改進(jìn)其渦輪機系統。


    視頻:西門(mén)子3D打印



    西門(mén)子在材料科學(xué)、自動(dòng)化、制造等關(guān)鍵領(lǐng)域擁有廣博的知識和工藝專(zhuān)長(cháng),因此西門(mén)子在塑造3D打印行業(yè)的未來(lái)方面擁有巨大優(yōu)勢。下一步將是成功完成高級葉片設計測試,以充分挖掘增材制造的潛力。西門(mén)子正在研發(fā)僅能借助增材制造技術(shù)實(shí)現的獨特燃氣輪機設計,擴大增材制造輪機設備的批量生產(chǎn)。立足西門(mén)子在能源市場(chǎng)逾百年的經(jīng)驗,西門(mén)子有能力將新設計可能性轉化為面向客戶(hù)的具體解決方案。



    來(lái)源:國際金屬在線(xiàn)(ID:jianyanzaixian)


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