能源技術(shù)公司Siemens Energy開(kāi)發(fā)(fā)了一種新穎的數(shù)字維修鏈，可以在傳統(tǒng)制造的燃氣輪機葉片上進(jìn)行3D打印新功能。有趣的是，全自動(dòng)鏈條采用了專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)(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應用的首選。除了僅維修渦輪機葉片外，該鏈條還旨在提供升級服務(wù)，特別是通過(guò)在葉片尖端安裝復雜的冷卻通道來(lái)減少裂紋和缺陷的風(fēng)險。

西門(mén)子將使用其新的MRO技術(shù)來(lái)修復渦輪葉片，例如該公司的SGT-600燃氣輪機中的葉片。圖片來(lái)自西門(mén)子能源。

燃氣輪機葉片尖端燒壞的問(wèn)題

據(jù)魔猴網(wǎng)(wǎng)了解，大約十輛保時(shí)捷911的功率輸出是典型的西門(mén)子燃氣渦輪發(fā)(fā)動(dòng)機中每個(gè)葉片負責將其轉換為旋轉能量的能力。就像您想象的那樣，如此高的發(fā)(fā)動(dòng)機燃氣速度和已經(jīng)(jīng)很高的工作溫度會(huì )導致嚴重的由熱引起的葉片退化。

所謂的燒盡現(xiàn)象會(huì )導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(guò)設計，該間隙應盡可能小，因此任何材料損失都將導致整個(gè)渦輪發(fā)(fā)動(dòng)機的功率效率急劇下降。燒盡也是一個(gè)周期性的問(wèn)題，因為由于大量的熱氣溢出，形成較寬的間隙通常會(huì )導致葉片溫度升高。這進(jìn)而導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(kāi)始。通過(guò)Siemens Energy攝。

HybridTech方法

西門(mén)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(guò)內部冷卻通道直接將3D打印復雜的高分辨率結構直接貼到損壞的葉片尖端上。高分辨率在這里尤為重要，因為渦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(lèi)型，因為許多零件的幾何設計可能會(huì )有所不同，更不用說(shuō)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光3D掃描，這使HybridTech算法可以變形并使構造適應每個(gè)單獨的渦輪葉片的形狀。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)的應用范圍仍在很大程度上尚待探索，但該公司已經(jīng)(jīng)制造出第一套帶有集成冷卻結構的混合葉片。西門(mén)子能源公司目前正在將其現(xiàn)有的標準維修程序轉換為新的程序，并表示混合動(dòng)力技術(shù)將在不久的將來(lái)應用于其他常規(guī)制造的組件。

在打印冷卻結構之前，將損壞的刀片嵌套在粉末床中。西門(mén)子能源提供的照片。

西門(mén)子已經(jīng)(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(kāi)設了先進(jìn)制造轉型中心（AMTC）。被認為是首創(chuàng )(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)(yè)體驗中心（DEX），增材制造體驗中心（AMEC）和租賃實(shí)驗室。

去年年底，該公司還開(kāi)放了一個(gè)測試設施，以測試增材制造系列生產(chǎn)線(xiàn)，這是數(shù)字工程和增材制造（IDEA）工業(yè)(yè)化項目的一部分。這項工作最終旨在增強激光PBF的批量生產(chǎn)能力，提高技術(shù)的生產(chǎn)率，同時(shí)將開(kāi)發(fā)(fā)和生產(chǎn)時(shí)間縮短50％。

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