Tools

Адитивне виробництво: Siemens використовує інноваційну технологію для виробництва газових турбін

24 лютого 2017 р.

Пошаровий  друк: Siemens використовує інноваційну технологію для виробництва газових турбін

Адитивне виробництво (АВ) може виявитися новою ключовою технологією. Наприклад, він відкриває нові привабливі перспективи у виробництві газових турбін. Саме тому Siemens одним з перших інвестує в цю інноваційну технологію і зараз фінансує впровадження цієї технології в широке промислове виробництво. АВ - одна з форм технологій адитивного виробництва, де тривимірний об'єкт створюється шляхом накладання послідовних шарів матеріалу (друку, вирощування) за даними цифрової моделі. Друк здійснюється спеціальним пристроєм — 3D-принтером, який забезпечує створення фізичного об'єкта шляхом послідовного накладання пластичного матеріалу на основі віртуальної 3D-моделі. 3D-принтери, як правило, швидші, більш доступні і простіші у використанні, ніж інші технології адитивного виробництва. Таким чином, з порошкових матеріалів створюються високоточні деталі. Siemens є піонером у сфері використання промислового 3D друку і вже застосовує цю технологію для швидкого створення прототипів. Крім того, компанія в даний час розробляє рішення для серійного виробництва форсунок газотурбінних пальників і ремонту головок пальників. І зовсім недавно Siemens здійснив черговий прорив: перші газотурбінні лопаті, створені за технологією АВ, успішно пройшли експлуатаційні випробування в умовах повного навантаження.

Siemens зробив прорив у виробництві газотурбінних лопатей за технологією 3D друку

  • Перші успішні випробування лопатей, виконаних за технологією АВ, з повним навантаженням двигуна.

  • 3D друк - основа дигіталізації виробництва.

Компанія Siemens здійснила порив, завершивши перші випробування газотурбінних лопатей, виконаних за технологією АВ, з повним навантаженням двигуна. Компанія успішно перевірила роботу різних турбінних лопатей, роздрукованих на 3D принтері, зі звичайною конструкцією при повному навантаженні двигуна. Це означає, що компоненти були випробувані при 13000 оборотах за хвилину і температурі вище за 1250 градусів за Цельсієм. Крім того, Siemens створив новий дизайн лопаті з повністю реконструйованою поліпшеною геометрією. Команда проекту використовувала лопаті, виготовлені методом 3D друку в Materials Solutions, нещодавно придбаної компанією у Вустері, Великобританія. Materials Solutions спеціалізується на технологічних деталях для високотемпературного застосування в турбінах, де точність обробки поверхні і якість матеріалів мають вирішальне значення для забезпечення експлуатаційних характеристик деталей. Випробування проводилися на стенді Siemens на промисловому газотурбінному заводі міста Лінкольн, Великобританія.

Пошаровий  друк: Siemens використовує інноваційну технологію для виробництва газових турбін
Компанія Siemens завершила перші повноцінні випробування звичайних і інноваційних газотурбінних лопатей, вироблених з використанням технології адитивного виробництва, з повним навантаженням двигуна.

«Це прорив у використанні технології АВ в області електрогенерації, один з найбільш перспективних напрямків застосування даної технології, - зазначив Віллі Майкснер, генеральний директор Siemens Power and Gas Division. - 3D друк - основа дигіталізації нашого виробництва. Успішні випробування стали результатом зусиль міжнародної проектної групи за участю інженерів компанії Siemens в Фінспанге, Лінкольні і Берліні, спільно з експертами компанії Materials Solutions. Всього за 18 місяців вони завершили весь цикл робіт, від розробки компонентів і матеріалів АВ до нових методів моделювання підйому і контролю якості. «Завдяки спільним ноу-хау в області 3D-друку ми і надалі продовжувати стимулювати технологічний розвиток і застосування в цій свері », додав Майкснер.

Лопаті були встановлені на промисловій газовій турбіні Siemens SGT-400 потужністю 13 мегават (МВт). Виготовлені способом АВ турбінні лопаті виконані зі спеціального порошку - високопродуктивного полікристалічного нікельного суперсплаву, що дозволяє їм витримувати високий тиск, високі температури і високу обертальну швидкість руху турбіни. Удосконалена конструкція лопаті, що пройшла випробування в Лінкольні, краще охолоджується, що може підвищити загальну ефективність газових турбін Siemens.

АВ являє собою пошарове створення частин з «нарізаних» САП моделей для формування твердих фізичних об'єктів. Цю технологію також називають 3D друком, і вона особливо добре себе зарекомендувала в швидкому створенні прототипів. «Ця дивовижна технологія повністю змінює виробництво, скорочуючи час розробки дослідних зразків у півтори рази, - запевняє Майкснер. - Siemens є лідером у сфері АВ. Ми можемо прискорити розробку нових газових турбін з підвищеною ефективністю і доступністю, а також якнайшвидше представити ці вдосконалення нашим клієнтам. Нова гнучкість у виробництві також дозволяє Siemens краще задовольняти вимоги клієнтів, а також створювати запасні частини на вимогу».

У компанії Siemens накопичені широкі знання в таких важливих сферах, як матеріалознавство, автоматизація, виробничі та технологічні  ноу-хау. Завдяки цьому  компанія в змозі формувати майбутнє 3D друку. Успішне випробування вдосконаленої конструкції лопаті стало черговим кроком до повного розкриття потенціалу АВ. Маючи більш ніж 100-річний досвід роботи на енергетичному ринку, Siemens перетворює нові проектні можливості в конкретні рішення для своїх клієнтів.

Siemens широко використовує технологію АВ для швидкого прототипування і вже ввела серійне виробництво рішень для компонентів компресора і системи згоряння газових турбін. У лютому 2016 року Siemens відкрила нову виробничу лінію для 3D друкованих компонентів в Фінспанге, Швеція. Перший компонент для надміцної газової турбіни, роздрукований Siemens, знаходиться в промисловій експлуатації з липня 2016 року.