西門(mén)子在3D打印燃?xì)廨啓C(jī)葉片領(lǐng)域取得突破性成就。專(zhuān)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(mǎn)負(fù)荷測(cè)試。

測(cè)試在英國(guó)林肯市的西門(mén)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(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(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(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)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(mén)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(mén)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(mǎn)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(mén)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(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(mǎn)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(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?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(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(qiáng)的新型燃?xì)廨啓C(jī)，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?yàn)榭蛻?hù)進(jìn)行的個(gè)性化開(kāi)發(fā)，并根據(jù)需求交付單獨(dú)備件。”