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西門子在3D打印燃氣輪機葉片領域實現突破

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:23:06

西門子成功完成對完全采用增材製造(AM)技(ji)術(shu)生(sheng)產(chan)的(de)燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)葉(ye)片(pian)的(de)首(shou)次(ci)滿(man)負(fu)荷(he)核(he)心(xin)機(ji)試(shi)驗(yan),實(shi)現(xian)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)重(zhong)大(da)突(tu)破(po)。西(xi)門(men)子(zi)在(zai)發(fa)動(dong)機(ji)滿(man)負(fu)荷(he)狀(zhuang)態(tai)下(xia)成(cheng)功(gong)驗(yan)證(zheng)了(le)多(duo)個(ge)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)設(she)計(ji)的(de)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)渦(wo)輪(lun)機(ji)葉(ye)片(pian)。這意味著該葉片的測試轉速達到每分鍾13,000轉,測試溫度超過攝氏1,250度。此外,西門子還測試了利用增材製造技術製造的經全麵改良內部冷卻結構的新葉片。項目組使用的葉片是由Materials Solutions的3D打印設施製造的。西門子新收購的Materials Solutions公司位於英國伍斯特地區,專門生產透平機械高溫應用的高性能部件。對透平機械設備來說,精度、表麵光潔度和材料質量對確保部件的運行性能至關重要。上述試驗在位於英國林肯的西門子工業燃氣輪機廠的測試裝置上進行。

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“這是增材製造在發電領域應用的重大突破,對增材製造技術來說也是最具挑戰性的應用之一,”西門子發電與天然氣集團首席執行官Willi Meixner表示。“增材製造技術是我們數字化戰略的重要支柱之一。試驗的成功離不開我們國際項目組兢兢業業的努力,項目組成員包括來自芬斯蓬、林肯和柏林的西門子工程師以及來自Materials Solutions的專家。他們在短短18個月時間內完成了從部件設計、增材製造材料開發以及模擬和質量控製新方法等一係列工作。結合我們在3D打印領域的專業知識,我們將繼續推動該領域的技術開發和應用。”

這些葉片安裝在13兆瓦(MW)的西門子SGT-400工業燃氣輪機上。該增材製造輪機葉片利用多晶鎳超合金粉末製造,能夠耐受高壓、高溫和燃氣輪機的高速運轉所產生的離心力。在滿負荷核心機試驗中,這些燃氣輪機葉片運行速度超過1,600公裏/小時,受力高達11噸(相當於倫敦一輛滿載公交車的重量)。這些葉片被攝氏1,250度的氣體包圍,然後利用超過攝氏400度的空氣冷卻。在林肯工廠測試的先進葉片設計改進了冷卻性能,可以提高西門子燃氣輪機的總體效率。

增材製造是在分層CAD模型中逐層構建部件以形成3D物質的過程。增材製造也稱為“3D打印”,在快速建模方麵尤其具有優勢。Meixner表示:“這項激動人心的技術正在改變我們的製造方式,將原型研發周期時間縮短90%。西(xi)門(men)子(zi)是(shi)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)的(de)引(yin)領(ling)者(zhe)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)和(he)可(ke)用(yong)性(xing)加(jia)速(su)新(xin)型(xing)燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)的(de)設(she)計(ji),而(er)且(qie)可(ke)以(yi)讓(rang)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)更(geng)快(kuai)地(di)惠(hui)及(ji)客(ke)戶(hu)。這(zhe)種(zhong)製(zhi)造(zao)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)也(ye)使(shi)西(xi)門(men)子(zi)的(de)研(yan)發(fa)更(geng)符(fu)合(he)客(ke)戶(hu)需(xu)求(qiu),並(bing)按(an)需(xu)提(ti)供(gong)備(bei)件(jian)。”

西門子在材料科學、自動化、製造等關鍵領域擁有廣博的知識和工藝專長,因此西門子在塑造3Ddayinxingyedeweilaifangmianyongyoujudayoushi。xiayibujiangshichenggongwanchenggaojiyepianshejiceshi,yichongfenwajuezengcaizhizaodeqianli。ximenzizhengzaiyanfajinnengjiezhuzengcaizhizaojishushixiandeduteranqilunjisheji,kuodazengcaizhizaolunjishebeidepiliangshengchan。lizuximenzizainengyuanshichangyubainiandejingyan,ximenziyounenglijiangxinshejikenengxingzhuanhuaweimianxiangkehudejutijiejuefangan。

西門子廣泛利用增材製造技術實現快速原型製作,並且已經推出麵向燃氣輪機壓氣機和燃燒係統部件的批量生產解決方案。2016年2月,西門子在瑞典芬斯蓬建設了一家新的3D打印部件生產工廠,西門子重型燃氣輪機的首款3D打印部件,已於2016年7月商業運行。

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