西門子能源公司通過新的3D打印 MRO技術(shù)修復(fù)渦輪葉片
時(shí)間：2021-02-01 09:40 來源：中國(guó)3D打印網(wǎng) 作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次
中國(guó)3D打印網(wǎng)2月1日訊，能源技術(shù)公司Siemens Energy開發(fā)了一種新穎的數(shù)字維修鏈，可以在傳統(tǒng)制造的燃?xì)廨啓C(jī)葉片上進(jìn)行3D打印新功能。有趣的是，全自動(dòng)鏈條采用了專門開發(fā)的激光粉末床熔合工藝HybridTech，而不是基于DED的3D打印技術(shù)，這通常是MRO應(yīng)用的首選。除了僅維修渦輪機(jī)葉片外，該鏈條還旨在提供升級(jí)服務(wù)，特別是通過在葉片尖端安裝復(fù)雜的冷卻通道來減少裂紋和缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。
西門子將使用其新的MRO技術(shù)來修復(fù)渦輪葉片，例如該公司的SGT-600燃?xì)廨啓C(jī)中的葉片。圖片來自西門子能源。
燃?xì)廨啓C(jī)葉片尖端燒壞的問題
據(jù)中國(guó)3D打印網(wǎng)了解，大約十輛保時(shí)捷911的功率輸出是典型的西門子燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中每個(gè)葉片負(fù)責(zé)將其轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量的能力。就像您想象的那樣，如此高的發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)馑俣群鸵呀?jīng)很高的工作溫度會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的由熱引起的葉片退化。
所謂的燒盡現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致葉片尖端末端的材料損失，從而增加葉片與外圈之間的間隙。通過設(shè)計(jì)，該間隙應(yīng)盡可能小，因此任何材料損失都將導(dǎo)致整個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的功率效率急劇下降。燒盡也是一個(gè)周期性的問題，因?yàn)橛捎诖罅康臒釟庖绯觯纬奢^寬的間隙通常會(huì)導(dǎo)致葉片溫度升高。這進(jìn)而導(dǎo)致更快的材料損失率，進(jìn)一步增加了間隙的距離。
熱引起的葉片尖端退化開始。通過Siemens Energy攝。
HybridTech方法
西門子能源公司新的HybridTech維修鏈利用激光粉末床融合技術(shù)，通過內(nèi)部冷卻通道直接將3D打印復(fù)雜的高分辨率結(jié)構(gòu)直接貼到損壞的葉片尖端上。高分辨率在這里尤為重要，因?yàn)闇u輪葉片的尖端往往具有非常有限的橫截面積。全自動(dòng)CAD-CAM鏈適用于各種不同的葉片類型，因?yàn)樵S多零件的幾何設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同，更不用說尖端損壞的程度不同了。
它的工作方式是首先處理葉片尖端的藍(lán)光3D掃描，這使HybridTech算法可以變形并使構(gòu)造適應(yīng)每個(gè)單獨(dú)的渦輪葉片的形狀。然后，直接嵌套在粉末床中，將損壞的組件覆蓋并直接打印在其頂部，從而在最初的精鑄刀片上實(shí)現(xiàn)3D打印功能。
盡管該技術(shù)的應(yīng)用范圍仍在很大程度上尚待探索，但該公司已經(jīng)制造出第一套帶有集成冷卻結(jié)構(gòu)的混合葉片。西門子能源公司目前正在將其現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)維修程序轉(zhuǎn)換為新的程序，并表示混合動(dòng)力技術(shù)將在不久的將來應(yīng)用于其他常規(guī)制造的組件。
在打印冷卻結(jié)構(gòu)之前，將損壞的刀片嵌套在粉末床中。西門子能源提供的照片。
西門子已經(jīng)具有采用3D打印技術(shù)的歷史，因此關(guān)鍵部件維修方面的進(jìn)步不足為奇。該公司最近在新加坡西部的大士開設(shè)了先進(jìn)制造轉(zhuǎn)型中心（AMTC）。被認(rèn)為是首創(chuàng)的能力中心，面積為800平方米。 AMTC包含三個(gè)要素；數(shù)字企業(yè)體驗(yàn)中心（DEX），增材制造體驗(yàn)中心（AMEC）和租賃實(shí)驗(yàn)室。
西門子將使用其新的MRO技術(shù)來修復(fù)渦輪葉片，例如該公司的SGT-600燃?xì)廨啓C(jī)中的葉片。圖片來自西門子能源。
燃?xì)廨啓C(jī)葉片尖端燒壞的問題
據(jù)中國(guó)3D打印網(wǎng)了解，大約十輛保時(shí)捷911的功率輸出是典型的西門子燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中每個(gè)葉片負(fù)責(zé)將其轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量的能力。就像您想象的那樣，如此高的發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)馑俣群鸵呀?jīng)很高的工作溫度會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的由熱引起的葉片退化。
所謂的燒盡現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致葉片尖端末端的材料損失，從而增加葉片與外圈之間的間隙。通過設(shè)計(jì)，該間隙應(yīng)盡可能小，因此任何材料損失都將導(dǎo)致整個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的功率效率急劇下降。燒盡也是一個(gè)周期性的問題，因?yàn)橛捎诖罅康臒釟庖绯觯纬奢^寬的間隙通常會(huì)導(dǎo)致葉片溫度升高。這進(jìn)而導(dǎo)致更快的材料損失率，進(jìn)一步增加了間隙的距離。
熱引起的葉片尖端退化開始。通過Siemens Energy攝。
HybridTech方法
西門子能源公司新的HybridTech維修鏈利用激光粉末床融合技術(shù)，通過內(nèi)部冷卻通道直接將3D打印復(fù)雜的高分辨率結(jié)構(gòu)直接貼到損壞的葉片尖端上。高分辨率在這里尤為重要，因?yàn)闇u輪葉片的尖端往往具有非常有限的橫截面積。全自動(dòng)CAD-CAM鏈適用于各種不同的葉片類型，因?yàn)樵S多零件的幾何設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同，更不用說尖端損壞的程度不同了。
它的工作方式是首先處理葉片尖端的藍(lán)光3D掃描，這使HybridTech算法可以變形并使構(gòu)造適應(yīng)每個(gè)單獨(dú)的渦輪葉片的形狀。然后，直接嵌套在粉末床中，將損壞的組件覆蓋并直接打印在其頂部，從而在最初的精鑄刀片上實(shí)現(xiàn)3D打印功能。
盡管該技術(shù)的應(yīng)用范圍仍在很大程度上尚待探索，但該公司已經(jīng)制造出第一套帶有集成冷卻結(jié)構(gòu)的混合葉片。西門子能源公司目前正在將其現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)維修程序轉(zhuǎn)換為新的程序，并表示混合動(dòng)力技術(shù)將在不久的將來應(yīng)用于其他常規(guī)制造的組件。
在打印冷卻結(jié)構(gòu)之前，將損壞的刀片嵌套在粉末床中。西門子能源提供的照片。
西門子已經(jīng)具有采用3D打印技術(shù)的歷史，因此關(guān)鍵部件維修方面的進(jìn)步不足為奇。該公司最近在新加坡西部的大士開設(shè)了先進(jìn)制造轉(zhuǎn)型中心（AMTC）。被認(rèn)為是首創(chuàng)的能力中心，面積為800平方米。 AMTC包含三個(gè)要素；數(shù)字企業(yè)體驗(yàn)中心（DEX），增材制造體驗(yàn)中心（AMEC）和租賃實(shí)驗(yàn)室。
去年年底，該公司還開放了一個(gè)測(cè)試設(shè)施，以測(cè)試增材制造系列生產(chǎn)線，這是數(shù)字工程和增材制造（IDEA）工業(yè)化項(xiàng)目的一部分。這項(xiàng)工作最終旨在增強(qiáng)激光PBF的批量生產(chǎn)能力，提高技術(shù)的生產(chǎn)率，同時(shí)將開發(fā)和生產(chǎn)時(shí)間縮短50％。
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